JP6450527B2 - Carburized material and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は加炭材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a carburized material and a method for producing the same.

一般に、鋳鉄や鋼の溶解時に、発熱材や還元材として、固形炭材であるコークスや石炭等の加炭材が用いられている。   Generally, a carburizing material such as coke or coal, which is a solid carbon material, is used as a heat generating material or a reducing material when melting cast iron or steel.

一方、従来技術では、特許文献1、2に記載の如く、コークスや石炭等の加炭材の代替えとして、シュレッダーダストを利用することが知られている。シュレッダーダスト(SR)とは、使用済の自動車や家電製品等から再利用可能な有用部品を取外した後の廃棄物を破砕し、更に有価金属類を回収した後に残る破砕廃棄物の総称である。シュレッダーダストは樹脂・繊維・ウレタン・ゴム等の有機物(可燃物)を主体とし、ガラスや土砂、回収されなかった金属等の無機物も含む雑多な軽量混合物である。   On the other hand, in the prior art, as described in Patent Documents 1 and 2, it is known to use shredder dust as an alternative to a carburizing material such as coke or coal. Shredder dust (SR) is a general term for crushing waste that remains after crushing waste after removing useful parts that can be reused from used automobiles, home appliances, etc., and collecting valuable metals. . Shredder dust is a miscellaneous lightweight mixture mainly composed of organic matter (combustible matter) such as resin, fiber, urethane, and rubber, and also contains inorganic materials such as glass, earth and sand, and uncollected metals.

特許文献1では、製鋼用電気炉に鉄と炭素源とを投入して製鋼する方法において、鉄源としての鉄スクラップといっしょに炭素源をプレスし、炭素源を鉄スクラップ内に閉じ込めた炭素源保持鉄スクラップを用い、この炭素源としてシュレッダーダストを乾留処理して得た炭粉のような炭素源を用いるものを開示している。   In Patent Document 1, in a method of making steel by putting iron and a carbon source into a steelmaking electric furnace, the carbon source is pressed together with the iron scrap as the iron source, and the carbon source is confined in the iron scrap. The thing using carbon sources like carbon powder obtained by carrying out dry distillation processing of shredder dust as a carbon source is disclosed.

特許文献2では、シュレッダーダストに、還元スラグ等の燃焼速度制御剤を混合して加圧固化し、これを加炭材として用いることにより、加炭材の燃焼速度を容易に調節できるものを開示している。   In Patent Document 2, a shredder dust is mixed with a combustion rate control agent such as reduced slag, and is solidified by pressurization. By using this as a carburizing material, the combustion rate of the carburizing material can be easily adjusted. doing.

特開平9-143533号公報JP-A-9143533 特開2007-125498号公報JP 2007-125498 A

特許文献1、2に記載の加炭材は、炭素源としてシュレッダーダストが含有している炭素分を用いるものであり、炭素含有量が低いし、炭素含有量を一定値に調整することもできず、鋳鉄や鋼に及ぼす加炭品質の安定化に困難がある。   The carburized materials described in Patent Documents 1 and 2 use the carbon content contained in the shredder dust as a carbon source. The carbon content is low, and the carbon content can be adjusted to a constant value. However, it is difficult to stabilize the carburizing quality on cast iron and steel.

本発明の課題は、シュレッダーダストから回収した低比重高分子ダストにカーボン粉を混合した混合物を加炭材とするとき、加炭材の炭素含有量を一定値に調整可能にするとともに、低比重高分子ダストの各部に配されるカーボン粉の均等分散性を自然に向上させて加炭品質の向上を図ることにある。 The problem of the present invention is that when a mixture of carbon powder mixed with low specific gravity polymer dust recovered from shredder dust is used as a carburized material, the carbon content of the carburized material can be adjusted to a constant value, and the low specific gravity can be adjusted. The purpose is to improve the carburizing quality by naturally improving the uniform dispersibility of the carbon powder arranged in each part of the polymer dust .

請求項1に係る発明は、シュレッダーダストから回収した低比重高分子ダストに、カーボン粉を混合し、この混合物を低比重高分子ダストが溶融する温度に加熱して成形し、固化させてなる加炭材であって、前記低比重高分子ダストが多孔質材を含み、嵩比重を0.2以下とされて多数の気孔を有するものとされ、前記カーボン粉は上記低比重高分子ダストに混合されてその表面にまぶされたときに、該低比重高分子ダストの多数の気孔のそれぞれに分散して侵入するものとされてなるようにしたものである。 In the invention according to claim 1, carbon powder is mixed with the low specific gravity polymer dust recovered from the shredder dust, and the mixture is heated to a temperature at which the low specific gravity polymer dust melts and molded and solidified. It is a carbon material , the low specific gravity polymer dust contains a porous material, the bulk specific gravity is 0.2 or less and has a large number of pores, the carbon powder is mixed with the low specific gravity polymer dust When coated on the surface, the low specific gravity polymer dust is dispersed and penetrates into each of a large number of pores .

請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記混合物が、カーボン粉を、低比重高分子ダスト100重量部に対して15〜30重量部混合してなるようにしたものである。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the mixture is obtained by mixing 15 to 30 parts by weight of carbon powder with respect to 100 parts by weight of low specific gravity polymer dust. is there.

請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記低比重高分子ダストが、自動車シュレッダーダスト由来であるものである。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the low specific gravity polymer dust is derived from automobile shredder dust.

請求項4に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記カーボン粉が、リチウムイオン電池の負極の電極材由来であるものである。   The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1, wherein the carbon powder is derived from an electrode material of a negative electrode of a lithium ion battery.

請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の加炭材の製造方法であって、混合機により、多孔質材を含み、嵩比重を0.2以下とされて多数の気孔を有する低比重高分子ダストにカーボン粉を混合し、該低比重高分子ダストに混合されてその表面にまぶされる該カーボン粉を、該低比重高分子ダストの多数の気孔のそれぞれに分散して侵入するものとする工程と、圧縮固形機により、上記混合物を低比重高分子ダストが溶融する温度に加熱して成形し、固化する工程とを有してなるようにしたものである。

The invention according to claim 5 is the method for producing a carburized material according to any one of claims 1 to 4, comprising a porous material and having a bulk specific gravity of 0.2 or less by a mixer, and a large number of pores The carbon powder is mixed with the low specific gravity polymer dust having, and the carbon powder mixed with the low specific gravity polymer dust and coated on the surface thereof is dispersed in each of a large number of pores of the low specific gravity polymer dust. A step of intruding and a step of solidifying the mixture by heating to a temperature at which the low specific gravity polymer dust melts by a compression solid machine.

(請求項1)
(a)シュレッダーダストから回収した低比重高分子ダストに、カーボン粉を混合した混合物を加炭材とする。従って、加炭材の炭素源として、シュレッダーダスト自体が有している炭素を利用しながら、カーボン粉を用いるものであり、カーボン粉の混合量は微妙に調整容易であり、加炭材の炭素含有量を所望の値に高くし、その炭素含有量を一定値に調整することも容易である。
(Claim 1)
(a) A mixture obtained by mixing carbon powder with low specific gravity polymer dust recovered from shredder dust is used as a carburized material. Therefore, carbon powder is used as the carbon source of the carburized material while using the carbon of the shredder dust itself, and the mixing amount of the carbon powder is easily delicately adjusted. It is easy to increase the content to a desired value and adjust the carbon content to a constant value.

(b)シュレッダーダストから回収した低比重高分子ダストは、例えば自動車内装品の発泡ウレタン等の高分子発泡体、及び不織布等の多孔質材の含有率が高い。これにより、カーボン粉は低比重高分子ダストに混合されてその表面にまぶされたとき、多孔質材たる低比重高分子ダストの多数の気孔のそれぞれに平均的に分散して侵入する。従って、加炭材の各部に配されるカーボン粉の均等分散性を自然に向上できる。   (b) The low specific gravity polymer dust recovered from the shredder dust has a high content of, for example, polymer foams such as urethane foam for automobile interior parts and porous materials such as nonwoven fabrics. Thus, when the carbon powder is mixed with the low specific gravity polymer dust and coated on the surface thereof, the carbon powder is dispersed and penetrates into each of a large number of pores of the low specific gravity polymer dust which is a porous material. Therefore, the uniform dispersibility of the carbon powder disposed in each part of the carburized material can be naturally improved.

(c)上述(a)、(b)の混合物を低比重高分子ダストが溶融する温度に加熱して成形し、固化させて加炭材とする。低比重高分子ダストは例えば180〜200℃の溶融温度に加熱されて軟化し、上述(a)、(b)のカーボン粉を当該低比重高分子ダストの各部に安定的かつ固定的に取込み保持するものになる。   (c) The mixture of the above (a) and (b) is heated to a temperature at which the low specific gravity polymer dust is melted, molded and solidified to obtain a carburized material. For example, the low specific gravity polymer dust is softened by being heated to a melting temperature of, for example, 180 to 200 ° C., and the carbon powders (a) and (b) described above are stably and fixedly captured and held in each part of the low specific gravity polymer dust. To become.

(請求項2)
(d)前記混合物が、カーボン粉を、低比重高分子ダスト100重量部に対して15〜30重量部混合してなるものとされる。シュレッダーダストから回収した低比重高分子ダストの100重量部に占める炭素含有量は、経験的に、55重量部(炭素含有率55%)である。従って、低比重高分子ダスト100重量部に対してカーボン粉を15〜30重量部混合した加炭材の炭素含有率は、60.8〜65.3%に高められ、調整され得るものになる。
(Claim 2)
(d) The mixture is obtained by mixing 15 to 30 parts by weight of carbon powder with respect to 100 parts by weight of low specific gravity polymer dust. The carbon content in 100 parts by weight of the low specific gravity polymer dust recovered from the shredder dust is empirically 55 parts by weight (carbon content 55%). Therefore, the carbon content of the carburized material obtained by mixing 15 to 30 parts by weight of carbon powder with respect to 100 parts by weight of the low specific gravity polymer dust is increased to 60.8 to 65.3% and can be adjusted.

(請求項3)
(e)前記低比重高分子ダストが、自動車シュレッダーダスト(ASR)由来であるものとされる。ASRは、高分子発泡体や不織布の含有率が高く、本発明の加炭材におけるカーボン粉の均等分散性が向上する。
(Claim 3)
(e) The low specific gravity polymer dust is derived from automobile shredder dust (ASR). ASR has a high content of the polymer foam and the nonwoven fabric, and the uniform dispersibility of the carbon powder in the carburized material of the present invention is improved.

(請求項4)
(f)前記カーボン粉が、リチウムイオン電池の負極の電極材由来であるものとすることにより、使用済の電極材から回収された高純度のカーボン粉を利用し、SRから回収された低比重高分子ダストの利用と相まって、使用済の自動車や家電製品等の廃棄物のリサイクル化の促進に寄与できる。
(Claim 4)
(f) Since the carbon powder is derived from the negative electrode material of the lithium ion battery, the low specific gravity recovered from the SR using the high-purity carbon powder recovered from the used electrode material. Combined with the use of polymer dust, it can contribute to the promotion of recycling of waste such as used cars and home appliances.

(請求項5)
(g)加炭材の製造にあたり、混合機により、多孔質材を含み、嵩比重を0.2以下とする低比重高分子ダストにカーボン粉を混合する工程と、圧縮固形機により、上記混合物を低比重高分子ダストが溶融する温度に加熱して成形し、固化する工程とを有することにより、シュレッダーダストを用いてなる加炭材の炭素含有量を簡易に調整可能にし、加炭品質の向上を図ることができる。
(Claim 5)
(g) In the production of the carburized material, the above-mentioned mixture is reduced by a step of mixing carbon powder into a low specific gravity polymer dust containing a porous material and having a bulk specific gravity of 0.2 or less by a mixer, and a compression solid machine. It is possible to easily adjust the carbon content of the carburized material using shredder dust and to improve the carburizing quality. Can be planned.

図1はシュレッダーダストから低比重高分子ダストを回収する手順を示す流れ図である。FIG. 1 is a flowchart showing a procedure for recovering low specific gravity polymer dust from shredder dust. 図2はリチウムイオン電池からカーボン粉を回収する手順を示す流れ図である。FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for recovering the carbon powder from the lithium ion battery. 図3は低比重高分子ダストとカーボン粉を用いて加炭材を製造する手順を示す流れ図である。FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for producing a carburized material using low specific gravity polymer dust and carbon powder.

以下、本発明の加炭材及びその製造方法の一実施例について、(A)シュレッダーダストから低比重高分子ダストを回収する手順、(B)リチウムイオン電池からカーボン粉を回収する手順、(C)低比重高分子ダストとカーボン粉を用いて加炭材を製造する手順について説明する。   Hereinafter, for one embodiment of the carburized material of the present invention and its production method, (A) a procedure for recovering low specific gravity polymer dust from shredder dust, (B) a procedure for recovering carbon powder from a lithium ion battery, (C ) A procedure for producing a carburized material using low specific gravity polymer dust and carbon powder will be described.

尚、シュレッダーダスト(SR)として、自動車シュレッダーダスト(ASR)を用いるものとして説明するが、家電製品等のSRも利用できる。   In addition, although demonstrated as what uses automobile shredder dust (ASR) as shredder dust (SR), SR, such as household appliances, can also be utilized.

また、カーボン粉(カーボンの粉、黒鉛の粉)として、リチウムイオン電池の負極の電極材由来のものを用いるものとして説明するが、乾電池の電極材、ブレーキ材、オイルシール、モーターブラシ等由来のものも利用できる。   In addition, the carbon powder (carbon powder, graphite powder) is described as being derived from the electrode material of the negative electrode of a lithium ion battery, but it is derived from the electrode material of a dry battery, brake material, oil seal, motor brush, etc. Things are also available.

(A)ASRから低比重高分子ダストを回収する手順(図1)
(1)廃車からフロンガス等を除いた車両ボディを破砕し、この破砕物から、金属等を除いた破砕残渣物を原料ダストとする。
(A) Procedure for recovering low specific gravity polymer dust from ASR (Figure 1)
(1) Crush the vehicle body from which the chlorofluorocarbon gas, etc. is removed from the scrapped vehicle, and use the crushed residue from which the metal is removed as the raw material dust.

(2)上述(1)で得た原料ダストは、まず第1篩分装置11に供給され、オーバーものと、アンダーものに分別される。尚、本明細書において、各篩分装置の分別基準サイズに対し、大きいものをオーバーものといい、小さいものをアンダーものという。   (2) The raw material dust obtained in the above (1) is first supplied to the first sieving device 11 and separated into over and under. In the present specification, the larger one is referred to as over and the smaller one is referred to as under with respect to the classification standard size of each sieving device.

(3)第1篩分装置11で分別されたもののうち、オーバーものについては、磁力選別機12を通して、破砕対象物にそぐわない金属及び金属付着物を取り除いた後、破砕機13に投入され破砕される。   (3) Of those separated by the first sieving device 11, those over are removed through the magnetic separator 12 after removing the metal and metal deposits that do not match the object to be crushed and then put into the crusher 13 and crushed. The

(4)破砕機13から排出された破砕物は、磁力選別機14を通して、鉄屑を取り除かれた後、第2篩分装置15に供給される。   (4) The crushed material discharged from the crusher 13 is supplied to the second sieving device 15 after the iron dust is removed through the magnetic separator 14.

(5)第2篩分装置15に供給された原料は、オーバーものと、アンダーものに分別される。   (5) The raw materials supplied to the second sieving device 15 are separated into over and under materials.

(6)第2篩分装置15で分別されたもののうち、オーバーものについては、第1風力分別装置18を通して、1次分別重量ASRと1次分別軽量ASRとに分別される。   (6) Of those sorted by the second sieving device 15, those that are over are separated into the primary sorted weight ASR and the primary sorted light weight ASR through the first wind power sorting device 18.

1次分別重量ASRは、金属片、ガラス片、ゴム片、硬質プラスチック等である。1次軽量ASRは、低比重プラスチック(PP,低密度PE)、発泡プラスチック(発泡ウレタン)、不織布等である。   The primary fractionation weight ASR is a metal piece, a glass piece, a rubber piece, a hard plastic, or the like. The primary lightweight ASR is low specific gravity plastic (PP, low density PE), foamed plastic (foamed urethane), nonwoven fabric, or the like.

(7)第2篩分装置15で分別されたもののうち、アンダーものについては、第3篩分装置19に供給され、更にオーバーものと、アンダーものに分別される。   (7) Of the materials sorted by the second sieving device 15, those that are under are supplied to the third sieving device 19 and further separated into over and under materials.

(8)第3篩分装置19で分別されたもののうち、オーバーものは、第2風力分別装置20に供給され、2次分別重量ASRと2次分別軽量ASRに分別される。   (8) Of the items sorted by the third sieving device 19, the over items are supplied to the second wind power sorting device 20 and sorted into the secondary sorting weight ASR and the secondary sorting light weight ASR.

2次分別重量ASR(高比重ASR)は、硬質プラスチック、ワイヤーハーネス等である。2次分別軽量ASR(低比重ASR)は発泡プラスチック(発泡ウレタン)、不織布等である。   The secondary fractionation weight ASR (high specific gravity ASR) is a hard plastic, a wire harness, or the like. Secondary fractionated lightweight ASR (low specific gravity ASR) is foamed plastic (foamed urethane), nonwoven fabric, and the like.

(9)第2風力分別装置20で分別された2次分別重量ASRは、磁力選別装置21を通して鉄屑とその他の重量ASRに分別回収される。   (9) The secondary sorting weight ASR sorted by the second wind power sorting device 20 is separated and collected into iron scraps and other weight ASR through the magnetic sorting device 21.

(10)第1篩分装置11で分別されたもののうち、アンダーものについては、磁力選別装置16を通して鉄屑を回収された後、第2篩分装置17に供給される。   (10) Among the materials sorted by the first sieving device 11, the under items are collected to the second sieving device 17 after iron scraps are collected through the magnetic separator 16.

(11)第2篩分装置17に供給された原料は、更に、オーバーものと、アンダーものに分別される。   (11) The raw material supplied to the second sieving device 17 is further separated into over and under materials.

(12)第2篩分装置17で分別されたもののうち、オーバーものについては、第2風力分別装置23に供給され、2次分別重量ASRと2次軽量ASRに分別される。   (12) Of those sorted by the second sieving device 17, those that are over are supplied to the second wind power sorting device 23 and sorted into the secondary sorted weight ASR and the secondary lightweight ASR.

(13)第2風力分別装置23で分別された2次分別重量ASRは、磁力選別装置24を通して鉄屑とその他の重量ASRに分別回収される。   (13) The secondary sorted weight ASR sorted by the second wind power sorting device 23 is separated and collected into iron scraps and other weight ASR through the magnetic separator 24.

(14)第3篩分装置19で分別されたもののうちのアンダーもの及び、第2篩分装置17で分別されたもののうちアンダーものは、ともに、第3風力分別装置22に供給され、3次分別重量ASRと3次軽量ASRに分別される。   (14) Both of the under-classified materials sorted by the third sieving device 19 and the under-sized materials sorted by the second sieving device 17 are supplied to the third wind power sorting device 22 and the tertiary It is divided into a classification weight ASR and a tertiary lightweight ASR.

3次分別重量ASR(高比重ASR)は、硬質プラスチック等である。3次分別軽量ASR(低比重ASR)は発泡プラスチック(発泡ウレタン)、不織布等である。   The tertiary fraction weight ASR (high specific gravity ASR) is hard plastic or the like. The third fractionation lightweight ASR (low specific gravity ASR) is foamed plastic (foamed urethane), non-woven fabric and the like.

(15)第3風力分別装置22で分別された3次分別重量ASRは、磁力選別装置26を通して鉄屑とその他の重量ASRに分別回収される。   (15) The tertiary sorted weight ASR sorted by the third wind power sorting device 22 is separated and collected into iron scrap and other weight ASR through the magnetic separator 26.

(16)3次風力分別装置22で分別された3次分別軽量ASRは、第3篩分装置25に供給され、オーバーものとアンダーものに分別される。アンダーものは、土砂・ガラスとして処分される。   (16) The tertiary sorted lightweight ASR sorted by the tertiary wind sorting device 22 is supplied to the third sieving device 25 and sorted into over and under. Under items are disposed of as earth and sand / glass.

土砂・ガラスとして分別された原料ダストは加炭材製造のためのカーボン粉との混合工程で低比重高分子ダストの気孔を塞ぎ、該気孔へのカーボン粉の侵入を阻害する。   The raw material dust separated as earth and sand or glass closes the pores of the low specific gravity polymer dust in the mixing process with the carbon powder for the production of the carburized material, and inhibits the penetration of the carbon powder into the pores.

(17)上記(6)により分別された1次分別軽量ASR、上記(8)により分別された2次分別軽量ASR及び、上記(12)により分別された2次分別軽量ASR並びに、上記(16)により第3篩分装置25で分別されたオーバーもの(3次分別軽量ASR)をそれぞれ回収し、磁力選別装置27を通して鉄屑を取り除いた後、低比重高分子ダスト(低比重ASR)を得ることができる。   (17) The primary sorted lightweight ASR sorted by (6), the secondary sorted lightweight ASR sorted by (8), the secondary sorted lightweight ASR sorted by (12), and (16 ), The over-sorted materials (third-order light weight ASR) sorted by the third sieving device 25 are respectively collected, and the iron dust is removed through the magnetic separator 27 to obtain low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR). be able to.

ここで、低比重ASRは、高分子発泡体(発泡ウレタン)、及び不織布等の多孔質材を含み、嵩比重(見かけ比重)で0.2以下、好ましくは0.15以下とされ、多孔比率を大きくする(多数の気孔を有する)。   Here, the low specific gravity ASR includes a porous material such as a polymer foam (foamed urethane) and a nonwoven fabric, and has a bulk specific gravity (apparent specific gravity) of 0.2 or less, preferably 0.15 or less to increase the porosity ( With many pores).

(B)リチウムイオン電池からカーボン粉を回収する手順(図2)
(1)リチウムイオン電池の負極の電極材を原料とする。負極の電極材は、Cu箔集電体(基材)の両側にカーボンC(活物質)を塗布して構成されている。このとき、原料となる負極の電極材は、リチウムイオン電池の製造過程で発生する電極材(負極シート)の短冊状等の端材や、使用済電池の電極材(負極)等のリサイクル材由来のものを採用できる。
(B) Procedure for recovering carbon powder from lithium-ion batteries (Figure 2)
(1) The negative electrode material of the lithium ion battery is used as a raw material. The electrode material of the negative electrode is configured by applying carbon C (active material) on both sides of a Cu foil current collector (base material). At this time, the negative electrode material used as the raw material is derived from recycled materials such as strips of the electrode material (negative electrode sheet) generated in the manufacturing process of the lithium ion battery and the electrode material (negative electrode) of the used battery. Can be used.

(2)上述(1)の原料を、例えばチェーン、ワイヤ等の可撓線状体が旋回するタイプの破砕機31に投入し、破砕する。   (2) The raw material of the above (1) is put into a crusher 31 of a type in which a flexible linear body such as a chain or a wire turns, and is crushed.

破砕機31は、旋回する可撓線状体が電極材に衝突し、或いは可撓線状体と衝突して動き回る電極材が他の電極材とも衝突することの繰り返しで、電極材の破砕処理を進行し、電極材のCu箔からカーボンCを剥離し、更にそれらのCu箔とカーボンCを個別に粉粒化する。   The crushing machine 31 is a crushing process of the electrode material by repeating that the rotating flexible linear body collides with the electrode material, or the electrode material moving around colliding with the flexible linear body collides with another electrode material. The carbon C is peeled off from the Cu foil of the electrode material, and the Cu foil and the carbon C are further individually granulated.

(3)破砕機31により破砕されて排出された電極材の破砕片(Cu箔片とカーボンC片)を篩分装置32により分級し、Cu箔片とカーボン粉を分別する。   (3) The crushed pieces (Cu foil pieces and carbon C pieces) of the electrode material crushed and discharged by the crusher 31 are classified by the sieving device 32 to separate the Cu foil pieces from the carbon powder.

篩分装置32は、直列に配列された複数段、本実施例では、第1〜第4の4段をなす振動篩32A〜32Dにより構成される。篩32Aは破砕機31から排出された破砕片を選別する。篩32Bは篩32Aにより選別された破砕片を選別する。篩32Cは篩32Bにより選別された破砕片を選別する。篩32Dは篩32Cにより選別された破砕片を選別する。本実施例では、篩32A〜32Cにより選別された粒度の粗い破砕片をCu箔片として分別し、篩32Dにより選別された粒度の小さい破砕片を加炭材の原料となるカーボン粉として分別する。   The sieving device 32 includes a plurality of stages arranged in series, in the present embodiment, vibration sieves 32A to 32D that form first to fourth four stages. The sieve 32A sorts the crushed pieces discharged from the crusher 31. The sieve 32B sorts the crushed pieces sorted by the sieve 32A. The sieve 32C sorts the crushed pieces sorted by the sieve 32B. The sieve 32D sorts the crushed pieces sorted by the sieve 32C. In this embodiment, the coarsely crushed pieces selected by the sieves 32A to 32C are separated as Cu foil pieces, and the small crushed pieces selected by the sieve 32D are separated as carbon powder to be a raw material for the carburized material. .

(C)低比重高分子ダストとカーボン粉を混合成形して加炭材を形成する手順(図3)
(1)前述(A)で回収した低比重高分子ダスト(低比重ASR)に、前述(B)で回収したカーボン粉を、混合機40で混合する。第1定量供給機41が計量した所定量の低比重ASRと、第2定量供給機42が計量した所定量のカーボン粉とが混合機40に投入されて混合され、排出される。混合機40は、2本の横回転軸を並列配置し、それらの横回転軸の外周の所定リードの螺旋上に所定間隔を介する多数の矩形状のパドルを設け、低比重ASRとカーボン粉を2軸間のパドルにより浮かしながら掻き上げ混合する。これにより、カーボン粉が低比重ASRに良く混合し、低比重ASRの多孔質表面に付着、侵入するものになる。
(C) Procedure for forming carburized material by mixing low specific gravity polymer dust and carbon powder (Fig. 3)
(1) The carbon powder recovered in the above (B) is mixed with the low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) recovered in the above (A) by the mixer 40. A predetermined amount of low specific gravity ASR weighed by the first constant amount feeder 41 and a predetermined amount of carbon powder weighed by the second constant amount feeder 42 are put into the mixer 40, mixed and discharged. The mixer 40 has two horizontal rotary shafts arranged in parallel, and a large number of rectangular paddles with predetermined intervals are provided on the spirals of the predetermined leads on the outer periphery of the horizontal rotary shafts. Gently mix while floating with a paddle between two axes. As a result, the carbon powder is well mixed with the low specific gravity ASR and adheres to and penetrates into the porous surface of the low specific gravity ASR.

このとき、混合機40において混合される低比重ASRとカーボン粉の混合比率は、例えば低比重ASR100重量部に対して、15〜30重量部のカーボン粉、より好適には20重量部のカーボン粉とする。   At this time, the mixing ratio of the low specific gravity ASR and the carbon powder mixed in the mixer 40 is, for example, 15 to 30 parts by weight of carbon powder, more preferably 20 parts by weight of carbon powder with respect to 100 parts by weight of low specific gravity ASR. And

(2)混合機40から排出された混合物を、圧縮固形機50に供給する。圧縮固形機50は、低比重ASRが溶融する温度(例えば180〜200℃)に混合物を加熱して押出成形する。   (2) The mixture discharged from the mixer 40 is supplied to the compression solid machine 50. The compression solid machine 50 extrudes the mixture by heating the mixture to a temperature at which the low specific gravity ASR melts (for example, 180 to 200 ° C.).

圧縮固形機50から押出される適宜直径の棒状成形物を適宜長さに裁断して水冷シャワー等で水冷し、更には水槽中に落下させ、表面に水を付着させた状態で強制空冷して固化させ、所望形状の加炭材とする。加炭材は、例えば直径30〜100mφ、長さ50〜200mmとする。   A rod-shaped product having an appropriate diameter extruded from the compression solid machine 50 is cut into an appropriate length, cooled with a water-cooled shower or the like, further dropped into a water tank, and forcedly cooled with water attached to the surface. Solidify to obtain a desired shape of the carburized material. The carburized material has a diameter of 30 to 100 mφ and a length of 50 to 200 mm, for example.

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)シュレッダーダスト(ASR)から回収した低比重高分子ダスト(低比重ASR)に、カーボン粉を混合した混合物を加炭材とする。従って、加炭材の炭素源として、シュレッダーダスト(ASR)自体が有している炭素を利用しながら、カーボン粉を用いるものであり、カーボン粉の混合量は微妙に調整容易であり、加炭材の炭素含有量を所望の値に高くし、その炭素含有量を一定値に調整することも容易である。
Therefore, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(a) A mixture obtained by mixing carbon powder with low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) recovered from shredder dust (ASR) is used as a carburized material. Therefore, carbon powder is used as the carbon source of the carburized material while using carbon contained in the shredder dust (ASR) itself, and the mixing amount of the carbon powder is delicately easy to adjust. It is also easy to increase the carbon content of the material to a desired value and adjust the carbon content to a constant value.

(b)シュレッダーダスト(ASR)から回収した低比重高分子ダスト(低比重ASR)は、例えば自動車内装品の発泡ウレタン等の高分子発泡体、及び不織布等の多孔質材の含有率が高い。これにより、カーボン粉は低比重高分子ダスト(低比重ASR)に混合されてその表面にまぶされたとき、多孔質材たる低比重高分子ダスト(低比重ASR)の多数の気孔のそれぞれに平均的に分散して侵入する。従って、加炭材の各部に配されるカーボン粉の均等分散性を自然に向上できる。   (b) The low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) recovered from the shredder dust (ASR) has a high content of, for example, a polymer foam such as urethane foam for automobile interior parts and a porous material such as nonwoven fabric. As a result, when the carbon powder is mixed with the low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) and coated on the surface thereof, each of the many pores of the low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) which is a porous material. Disperses on average. Therefore, the uniform dispersibility of the carbon powder disposed in each part of the carburized material can be naturally improved.

(c)上述(a)、(b)の混合物を低比重高分子ダスト(低比重ASR)が溶融する温度に加熱して成形し、固化させて加炭材とする。低比重高分子ダスト(低比重ASR)は例えば180〜200℃の溶融温度に加熱されて軟化し、上述(a)、(b)のカーボン粉を当該低比重高分子ダスト(低比重ASR)の各部に安定的かつ固定的に取込み保持するものになる。   (c) The mixture of (a) and (b) described above is heated to a temperature at which the low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) melts, and is solidified to obtain a carburized material. The low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) is softened by being heated to a melting temperature of, for example, 180 to 200 ° C., and the carbon powders (a) and (b) described above are converted into the low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR). Each part is stably and securely incorporated and held.

(d)前記混合物が、カーボン粉を、低比重高分子ダスト(低比重ASR)100重量部に対して15〜30重量部混合してなるものとされる。シュレッダーダスト(ASR)から回収した低比重高分子ダスト(低比重ASR)の100重量部に占める炭素含有量は、経験的に、55重量部(炭素含有率55%)である。従って、低比重高分子ダスト(低比重ASR)100重量部に対してカーボン粉を15〜30重量部混合した加炭材の炭素含有率は、60.8〜65.3%に高められ、調整され得るものになる。   (d) The mixture is obtained by mixing 15 to 30 parts by weight of carbon powder with respect to 100 parts by weight of low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR). The carbon content in 100 parts by weight of the low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) recovered from the shredder dust (ASR) is empirically 55 parts by weight (carbon content 55%). Therefore, the carbon content of the carburized material in which 15 to 30 parts by weight of carbon powder is mixed with 100 parts by weight of low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) is increased to 60.8 to 65.3% and can be adjusted. Become.

(e)前記低比重高分子ダスト(低比重ASR)が、自動車シュレッダーダスト(ASR)由来であるものとされる。ASRは、高分子発泡体や不織布の含有率が高く、本発明の加炭材におけるカーボン粉の均等分散性が向上する。   (e) The low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) is derived from automobile shredder dust (ASR). ASR has a high content of the polymer foam and the nonwoven fabric, and the uniform dispersibility of the carbon powder in the carburized material of the present invention is improved.

(f)前記カーボン粉が、リチウムイオン電池の負極の電極材由来であるものとすることにより、使用済の電極材から回収された高純度のカーボン粉を利用し、SRから回収された低比重高分子ダスト(低比重ASR)の利用と相まって、使用済の自動車や家電製品等の廃棄物のリサイクル化の促進に寄与できる。   (f) Since the carbon powder is derived from the negative electrode material of the lithium ion battery, the low specific gravity recovered from the SR using the high-purity carbon powder recovered from the used electrode material. Combined with the use of polymer dust (low specific gravity ASR), it can contribute to promoting the recycling of waste such as used automobiles and home appliances.

(g)加炭材の製造にあたり、混合機40により、多孔質材を含み、嵩比重を0.2以下とする低比重高分子ダスト(低比重ASR)にカーボン粉を混合する工程と、圧縮固形機50により、上記混合物を低比重高分子ダスト(低比重ASR)が溶融する温度に加熱して成形し、固化する工程とを有することにより、シュレッダーダスト(ASR)を用いてなる加炭材の炭素含有量を簡易に調整可能にし、加炭品質の向上を図ることができる。   (g) In the production of the carburized material, a step of mixing carbon powder with a low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) including a porous material and having a bulk specific gravity of 0.2 or less by a mixer 40; 50, the mixture is heated to a temperature at which the low specific gravity polymer dust (low specific gravity ASR) is melted, molded, and solidified, thereby carbonizing the carbonized material using the shredder dust (ASR). The content can be easily adjusted to improve the carburizing quality.

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、カーボン粉としてリサイクル材由来のものに限らず、高純度のカーボンパウダー、黒鉛パウダー等を用いることもできる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention. For example, carbon powder is not limited to those derived from recycled materials, and high-purity carbon powder, graphite powder, or the like can also be used.

また、加炭材は、低比重高分子ダストにカーボン粉のみを混合成形してなるものに限らず、更に他の成分を添加して当該他の成分に基づく他の効用を付加するものであっても良い。例えば低比重高分子ダストとカーボン粉からなる混合物に、更に鉄粉等を混合成形してなるものを加炭材とし、鋳鉄や鋼の溶湯に供給される加炭材の比重調整によってその浮沈度合を制御したり、加炭材に磁力運搬性を付与する等しても良い。   In addition, the carburized material is not limited to one obtained by mixing and molding only carbon powder in low specific gravity polymer dust, and further adding other components to add other utilities based on the other components. May be. For example, a mixture of low specific gravity polymer dust and carbon powder, which is further formed by mixing iron powder, etc. is used as a carburized material, and the degree of floating and sinking is adjusted by adjusting the specific gravity of the carburized material supplied to the cast iron or molten steel. May be controlled, or a magnetic material carrying property may be imparted to the carburized material.

本発明によれば、シュレッダーダストを用いてなる加炭材の炭素含有量を簡易に調整可能にし、加炭品質の向上を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to easily adjust the carbon content of a carburized material using shredder dust, and to improve the carburizing quality.

11 第1篩分装置
15 第2篩分装置
17 第2篩分装置
18 第1風力分別装置
19 第3篩分装置
20 第2風力分別装置
22 第3風力分別装置
25 第3篩分装置
31 破砕機
32 篩分装置
40 混合機
50 圧縮固形機
11 1st sieving device 15 2nd sieving device 17 2nd sieving device 18 1st wind separation device 19 3rd sieving device 20 2nd wind sorting device 22 3rd wind sorting device 25 3rd sieving device 31 Crushing Machine 32 Sieving equipment 40 Mixer 50 Compression solid machine

Claims (5)

シュレッダーダストから回収した低比重高分子ダストに、カーボン粉を混合し、この混合物を低比重高分子ダストが溶融する温度に加熱して成形し、固化させてなる加炭材であって、
前記低比重高分子ダストが多孔質材を含み、嵩比重を0.2以下とされて多数の気孔を有するものとされ、
前記カーボン粉は上記低比重高分子ダストに混合されてその表面にまぶされたときに、該低比重高分子ダストの多数の気孔のそれぞれに分散して侵入するものとされてなる加炭材
Carbon powder is mixed with the low specific gravity polymer dust recovered from the shredder dust, and this mixture is heated to a temperature at which the low specific gravity polymer dust melts, and is molded and solidified ,
The low specific gravity polymer dust includes a porous material, the bulk specific gravity is 0.2 or less, and has a large number of pores,
When the carbon powder is mixed with the low specific gravity polymer dust and coated on the surface thereof, the carbonized material is dispersed and penetrates into each of a large number of pores of the low specific gravity polymer dust. .
前記混合物が、カーボン粉を、低比重高分子ダスト100重量部に対して15〜30重量部混合してなる請求項1に記載の加炭材。   The carburized material according to claim 1, wherein the mixture is obtained by mixing 15 to 30 parts by weight of carbon powder with respect to 100 parts by weight of low specific gravity polymer dust. 前記低比重高分子ダストが、自動車シュレッダーダスト由来である請求項1に記載の加炭材。   The carburized material according to claim 1, wherein the low specific gravity polymer dust is derived from automobile shredder dust. 前記カーボン粉が、リチウムイオン電池の負極の電極材由来である請求項1に記載の加炭材。   The carbonized material according to claim 1, wherein the carbon powder is derived from a negative electrode material of a lithium ion battery. 請求項1〜4のいずれかに記載の加炭材の製造方法であって、
混合機により、多孔質材を含み、嵩比重を0.2以下とされて多数の気孔を有する低比重高分子ダストにカーボン粉を混合し、該低比重高分子ダストに混合されてその表面にまぶされる該カーボン粉を、該低比重高分子ダストの多数の気孔のそれぞれに分散して侵入するものとする工程と、
圧縮固形機により、上記混合物を低比重高分子ダストが溶融する温度に加熱して成形し、固化する工程とを有してなる加炭材の製造方法。
It is a manufacturing method of the carburized material in any one of Claims 1-4,
Carbon powder is mixed with low-density polymer dust containing a porous material and having a bulk specific gravity of 0.2 or less and having a large number of pores by a mixer , and mixed with the low-density polymer dust and coated on the surface. A step of dispersing the carbon powder into each of a large number of pores of the low specific gravity polymer dust ; and
A method for producing a carburized material comprising a step of heating and molding the above mixture to a temperature at which the low specific gravity polymer dust melts by a compression solid machine.
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