JP6664301B2 - Apparatus and method for processing waste electronic substrate - Google Patents
Apparatus and method for processing waste electronic substrate Download PDFInfo
- Publication number
- JP6664301B2 JP6664301B2 JP2016192579A JP2016192579A JP6664301B2 JP 6664301 B2 JP6664301 B2 JP 6664301B2 JP 2016192579 A JP2016192579 A JP 2016192579A JP 2016192579 A JP2016192579 A JP 2016192579A JP 6664301 B2 JP6664301 B2 JP 6664301B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- resistant container
- heat treatment
- electronic substrate
- waste electronic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 85
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 59
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 89
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 11
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 18
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 12
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 5
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101700004678 SLIT3 Proteins 0.000 description 1
- 102100027339 Slit homolog 3 protein Human genes 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Description
本発明は、電子機器や自動車等に搭載されていた電子基板の廃棄物である廃電子基板の処理装置及び処理方法に関する。 The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for a waste electronic substrate, which is a waste of an electronic substrate mounted on an electronic device, an automobile, or the like.
携帯電話やPC等の電子機器には、抵抗器や半導体チップ等の多数の電子部品が装着された電子基板が搭載されている。また、自動車等にも各所に制御用、電源用に種々のプリント基板が用いられている。これらの電子基板は、表面処理等に用いられる金、銅等の貴金属や、電子部品に由来するニッケル等のレアメタルを含む。そのため、廃棄された電子基板からこれらの有価物を回収することは、資源に乏しいわが国にとって極めて有益である。 2. Description of the Related Art Electronic devices such as mobile phones and PCs are equipped with electronic substrates on which a large number of electronic components such as resistors and semiconductor chips are mounted. Also, various printed circuit boards are used in various places such as automobiles for control and power supply. These electronic substrates include noble metals such as gold and copper used for surface treatment and the like, and rare metals such as nickel derived from electronic components. Therefore, collecting these valuable resources from discarded electronic substrates is extremely useful for Japan, which has scarce resources.
廃電子基板から上記有価物を回収するため、焙焼、破砕又は粉砕、選別、浸出等による分離回収が行われている。焙焼処理は、廃電子基板に含まれるプラスチック類等を炭化混合物として有用金属が含まれる金属から分離することを目的としている。 In order to recover the valuable resources from the waste electronic substrate, separation and recovery by roasting, crushing or pulverizing, sorting, leaching and the like are performed. The roasting treatment aims at separating plastics and the like contained in the waste electronic substrate from metals containing useful metals as a carbonized mixture.
ところで、廃リチウムイオン電池の焙焼処理に関し、本出願人は、特許文献1に記載のように、電池パックを排気口が設けられた耐熱容器に格納した後、熱処理炉内でアルミニウムの融点よりも低い温度で加熱し、耐熱容器部の電池パックを乾留して炭化混合物を分離して有用金属を回収する方法を提案している。
By the way, regarding the roasting treatment of a waste lithium ion battery, as described in
上記特許文献1に記載の技術は、廃リチウムイオン電池を焙焼処理する際には有効であるが、この技術を廃電子基板の焙焼処理に転用すると、廃電子基板の内部まで酸素が行き渡らないため、還元雰囲気に近い状態となって焙焼に時間が掛かり、十分な処理量が得られないという問題があった。
The technique described in
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、廃電子基板を短時間で大量に処理する装置及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the related art, and has as its object to provide an apparatus and a method for processing a large amount of waste electronic substrates in a short time.
上記目的を達成するため、本発明の廃電子基板の処理装置は、廃電子基板を収容する有底円筒状の耐熱容器であって、側面に形成されるスリットと、内部底面の中央部から鉛直方向に延設されると共に、側面に複数の開口が穿設される筒状部材とを有する耐熱容器と、円筒状の炉壁を有し、該炉壁の内面に沿って水平方向に燃料を噴出するバーナーと、上面視円形の天井部の中心部に排気管とを有する熱処理炉と、該熱処理炉に前記耐熱容器を投入及び排出可能な容器搬送装置とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a waste electronic substrate processing apparatus according to the present invention is a bottomed cylindrical heat-resistant container for housing a waste electronic substrate, wherein a slit formed on a side surface and a vertical portion from a central portion of an inner bottom surface are provided. A heat-resistant container having a cylindrical member having a plurality of openings formed in a side surface thereof, and a cylindrical furnace wall, and supplying fuel in a horizontal direction along an inner surface of the furnace wall. It is characterized by comprising a heat treatment furnace having a burner to squirt, an exhaust pipe at the center of a circular ceiling in a top view, and a container transfer device capable of charging and discharging the heat-resistant container to and from the heat treatment furnace.
本発明によれば、廃電子基板のプラスチック類等を炭化混合物として有用金属が含まれる金属から分離する際に、スリット及び筒状部材を介して耐熱容器内の廃電子基板の内部まで通風を行き渡らせることができるため、プラスチック類の分解温度である200℃〜400℃の昇温時間を早めることができ、また、1バッチあたりの処理量の増加も可能となるため、廃電子基板の処理量を大幅に増加させることが可能になる。 According to the present invention, when separating the plastics and the like of the waste electronic substrate from the metal containing the useful metal as the carbonized mixture, the ventilation spreads to the inside of the waste electronic substrate in the heat-resistant container via the slit and the tubular member. Therefore, the temperature rise time of 200 ° C. to 400 ° C., which is the decomposition temperature of plastics, can be accelerated, and the processing amount per batch can be increased. Can be greatly increased.
上記廃電子基板の処理装置において、前記スリットを、水平方向に延設されるものとし、鉛直方向に複数段にわたって設けたり、前記筒状部材の側面に穿設される開口の総面積を該筒状部材の側面全体の面積の20%以上にすることができる。 In the waste electronic substrate processing apparatus, the slit is provided to extend in a horizontal direction, and may be provided in a plurality of steps in a vertical direction, or a total area of an opening formed in a side surface of the cylindrical member may be reduced by the cylinder. It can be 20% or more of the area of the entire side surface of the shaped member.
前記廃電子基板が前記スリットを介して前記耐熱容器の外部へ流出することを防止する流出防止手段を設けることができ、有用金属の損失を防止することができる。 Outflow prevention means for preventing the waste electronic substrate from flowing out of the heat-resistant container through the slit can be provided, and loss of useful metals can be prevented.
また、本発明の廃電子基板の処理方法は、廃電子基板を収容する有底円筒状の耐熱容器であって、側面に形成されるスリットと、内部底面の中央部から鉛直方向に延設されると共に、側面に複数の開口が穿設される筒状部材とを有する耐熱容器と、円筒状の炉壁を有し、該炉壁の内面に沿って水平方向に燃料を噴出するバーナーと、上面視円形の天井部の中心部に排気管とを有する熱処理炉と、該熱処理炉に前記耐熱容器を投入及び排出可能な容器搬送装置とを備える処理装置を用い、前記熱処理炉に投入された前記耐熱容器をその外側から前記バーナーで加熱して前記耐熱容器内部の前記廃電子基板を焙焼して炭化混合物を分離することを特徴とする。 Further, the method for treating a waste electronic substrate according to the present invention is a bottomed cylindrical heat-resistant container for housing the waste electronic substrate, wherein the slit is formed on a side surface and extends vertically from a central portion of an inner bottom surface. And a heat-resistant container having a cylindrical member having a plurality of openings formed in a side surface thereof, a burner having a cylindrical furnace wall, and injecting fuel in a horizontal direction along an inner surface of the furnace wall, The heat treatment furnace was equipped with a heat treatment furnace having an exhaust pipe at the center of a circular ceiling viewed from above, and a container transfer device capable of loading and unloading the heat-resistant container into and out of the heat treatment furnace. The heat-resistant container is heated from outside by the burner, and the waste electronic substrate inside the heat-resistant container is roasted to separate a carbonized mixture.
本発明によれば、上記発明と同様に、廃電子基板のプラスチック類等を炭化混合物として有用金属が含まれる金属から分離する際に、スリット及び筒状部材を介して、耐熱容器内の廃電子基板の内部まで通風を行き渡らせることができるため、プラスチック類の分解温度である200℃〜400℃の昇温時間を早めることができ、廃電子基板の処理量を大幅に増加させることが可能になる。 According to the present invention, similarly to the above-described invention, when separating plastics and the like of a waste electronic substrate from a metal containing a useful metal as a carbonized mixture, the waste electronic substrate in the heat-resistant container is passed through the slit and the tubular member. Since the ventilation can be spread to the inside of the substrate, the temperature rise time of 200 ° C. to 400 ° C., which is the decomposition temperature of plastics, can be accelerated, and the throughput of waste electronic substrates can be greatly increased. Become.
前記耐熱容器に収容する廃電子基板を予め最大寸法150mm以下に破砕したり、前記熱処理炉の内部温度を600℃以上700℃以下に調節することで、廃電子基板を効率よく焙焼することができる。 The waste electronic substrate housed in the heat-resistant container is crushed in advance to a maximum size of 150 mm or less, or the internal temperature of the heat treatment furnace is adjusted to 600 ° C or more and 700 ° C or less, so that the waste electronic substrate can be efficiently roasted. it can.
上記処理方法において、前記熱処理炉の排気管を介して排出されたガスをセメント焼成装置のプレヒータの350℃以上の領域に導入することができる。これによって、二次燃焼室として新規な施設を設ける必要がなく、燃焼ガス中のフッ化物をセメント調合原料に捕捉させたり、VOC(揮発性有機化合物)も燃焼させることができ、未燃焼ガスを無害化することもできる。 In the above processing method, the gas discharged through the exhaust pipe of the heat treatment furnace can be introduced into a region of 350 ° C. or higher of the preheater of the cement burning device. As a result, it is not necessary to provide a new facility as a secondary combustion chamber, and fluoride in the combustion gas can be captured by the cement mixture raw material, and VOCs (volatile organic compounds) can also be burned. It can be detoxified.
以上のように、本発明によれば、廃棄された電子基板を短時間で大量に処理することができる。 As described above, according to the present invention, a large amount of electronic substrates discarded can be processed in a short time.
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら詳細にする。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、本発明に係る廃電子基板の処理装置1は、電子機器や自動車等に搭載されていたものが廃棄物として回収され、基板用シュレッダー等で予め破砕された廃電子基板(以下「基板」と略称する)40に加熱処理を施して有用金属を回収するものであって、基板40を収容する複数の耐熱容器2と、熱処理炉3と、熱処理炉3に耐熱容器2を投入及び排出する容器搬送装置4等を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the waste electronic
耐熱容器2は鋼材等からなり、少なくとも650℃の耐熱温度を有する。この耐熱容器2は、図3に示すように、上方に開口して円筒状に形成された内筒2aと、内筒2aよりも大径で内筒2aを囲繞するように配置された外筒2bと、内筒2a及び外筒2bの底面2jに配置された複数の車輪2cと、外筒2bの周面2dに固定された2本の取っ手2eと、外筒2bの周面2dから突出するハンガー2fとで構成される。
The heat-
内筒2aの側面には、耐熱容器2の内部への通風を促進させるため、中心角が略々180°の円弧状に水平方向に延設されるスリット2gが、鉛直方向において3段にわたって形成される。また、図4に示すように、耐熱容器2の内部にも、耐熱容器2の内部への通風を促進させるために、底面2jの中央部から鉛直上方にパンチングメタル製の筒状部材2hが延設される。
On the side surface of the inner cylinder 2a,
スリット2gは、上記のものに限定されず、側面略々全周にわたって形成してもよく、鉛直方向に3段に限らず、2段以下であっても4段以上であってもよい。また、筒状部材2hは、パンチングメタル製でなくとも、筒状に形成されて側面に通気用の複数の開口が穿設されているものであればよく、側面に穿設される開口の総面積を筒状部材2hの側面全体の面積の20%以上とすることが好ましい。筒状部材2hの直径は、通風を確保するために5cm以上であることが好ましい。また、筒状部材2hの側面に穿設される開口の直径あるいは幅は、廃電子基板40が開口を通過しないように5〜30mmであることが好ましい。スリット2gの幅は、廃電子基板40が通過して外部へ流出しないように5〜30mmであることが好ましい。
The
また、耐熱容器2の内筒2aに廃電子基板40に収容する際に、廃電子基板40がスリット2gを通過して外部へ流出することを防止するため、図5に示すように、内筒2aに曲折部2kを設けてスリット2mを形成してもよい。さらに、耐熱容器2に、加熱処理時に外部へ流出した廃電子基板40を受けて溜め込む凹部(不図示)を形成し、プラスチック等の溶解物が耐熱容器2から外にこぼれ出すことを防止してもよい。
When the waste
図1及び図2に示すように、熱処理炉3は、耐火材で覆われた鋼板で炉壁7が構成された円筒状の縦型炉であり、4本のガスバーナー8(8A〜8D)によって加熱される。ガスバーナー8の近傍にはノズル11(11A〜11D)が設けられ、ファン(不図示)を介して送られる、燃焼用及び冷却用の空気Aが炉内に供給される。炉内の温度及び圧力を測定するために温度計13及び圧力計14が設けられる。尚、ガスバーナー8及びノズル11の設置本数は、4本に限定されることなく、3本以下であっても5本以上であってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
熱処理炉3の炉床17は、炉壁7と同様に耐火材で覆われた鋼板からなり、電動モータ(不図示)を備えた炉床回転装置19によって鉛直軸回りに回転し、位置決めセンサ(不図示)によって所定の位置に位置決めされる。
The
熱処理炉3の炉壁7の一部には、上下に開閉式の炉体扉7bで外部と仕切られた開口部7aが形成される。開口部7aに対向する位置に、開口部7aから熱処理炉3内に耐熱容器2を投入すると共に、熱処理炉3内を一周した後の耐熱容器2を熱処理炉3から排出する容器搬送装置4が設けられる。
An opening 7a is formed in a part of the
容器搬送装置4は、図1、図2、図6及び図7に示すように、熱処理炉3の開口部7aと熱処理炉3の中心を結ぶ線上の方向(図1では左右方向)に延びると共に、モータ18の正回転によって耐熱容器2に当接して耐熱容器2を熱処理炉3内に押し入れるプッシャー部4aと、耐熱容器2の外周に設けられたハンガー2fを係止する爪4cが先端に設けられ、モータ18の負回転によって耐熱容器2を熱処理炉3内から引っ張り出すプルアウト部4bを備えている。プッシャー部4aはプルアウト部4bの真上に配置される。
As shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7, the
また、耐熱容器2は、熱処理炉3内に投入される直前には、すなわち、開閉式の炉体扉7bの外側に位置する際には、熱処理炉3の接線方向(図1では上下方向)に移動自在のスライドベース21上に載置され、スライドベース21の端部に接続されたベース移動装置22によってスライドベース21は、炉体扉7bの前位置に設けられた炉前室23(図1の位置)と、開閉式の炉前室扉24を隔てて外側に位置するスタンド25の間を移動可能にされている。炉前室23は、外部に対しては炉前室扉24で隔てられると共に、熱処理炉3に対しては炉体扉7bで隔てられ、炉体扉7bを開放したときの温度変化を抑えるようにしている。また、炉前室23を設けることで熱処理炉3内の雰囲気が保持されると共に、危険なガスの漏洩や熱風の吹き出しを防止することができる。
Immediately before the heat-
スライドベース21がスタンド25上に移動したときに、クレーン(不図示)で加熱される前の耐熱容器2がスライドベース21上に載せられ、その後、炉前室23までベース移動装置22によって運ばれ、加熱された後の耐熱容器2は炉前室23からスタンド25まで同じくベース移動装置22によって運ばれ、その後、冷却室(不図示)まで自動的に移動するように構成されている。ベース移動装置22は、モータ22aの駆動によってシャフト22bを伸縮させることでシャフト22bの先端に接続されたスライドベース21を移動させる。
When the
図1及び図2に示すように、熱処理炉3より離れた位置に二次燃焼室27が設けられ、二次燃焼室27と熱処理炉3との間は排気管28によって連結されている。また排気管28には、排気管28を介して熱処理炉3内の未燃焼ガスを二次燃焼室27に送るファン29が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
二次燃焼室27もガスバーナー34によって加熱され、二次燃焼室27内で未燃焼ガスの燃焼用空気がファン30を介して二次燃焼室27内に供給される。また、二次燃焼室27内の温度は温度計32によって測定される。二次燃焼室27には排気用の煙突31が設けられる。
The
排気管28の熱処理炉3側は、図2に示すように、熱処理炉3の天井部の中央から熱処理炉3内に導かれ、その先端28aの位置は、耐熱容器2の内部に収容される基板40の上端位置より低くなるように設定されている。ここでは、排気管28の先端(下端)28aの位置を耐熱容器2の内部に収容される基板40の上端位置より低く設定することで、熱処理炉3内で熱風は上方から下方へまた下方から上方へ大きく対流し、上記スリット2gによる耐熱容器2の内部への通風促進と相まって、耐熱容器2の内部の基板40は効率的に焙焼される。これによって、多量の基板40を短時間で処理することができる。
As shown in FIG. 2, the
排気管28内の熱処理炉3の直上には、熱処理炉3の内部の圧力を調整するためのダンパー33が設けられ、例えば、熱処理炉3内の圧力が高まるとダンパー33を開き、熱処理炉3の内部の負圧が維持される。ダンパー33には、図示のバタフライバルブ等を用いることができる。
Immediately above the
次に、上記構成を有する廃電子基板の処理装置1を用いた廃電子基板の処理方法について説明する。
Next, a method of processing a waste electronic substrate using the waste electronic
(1)熱処理炉3の内部の残留ガスを炉外に排出するプレパージを行った後、ガスバーナー8に点火して炉温を600℃〜700℃まで昇温して温度を一定に保持する。
(1) After performing pre-purge for discharging the residual gas inside the
(2)炉前室扉24を開放してベース移動装置22を介してスライドベース21を炉前室23の外側に設けられたスタンド25の位置まで前進させる。そして、クレーン(不図示)を使用して、図6及び図7に示したように基板40が収容された耐熱容器2をスタンド25の位置に移動したスライドベース21上に載置する。
(2) Open the furnace
(3)ベース移動装置22を介してスライドベース21をスタンド25の位置から炉前室23内まで後退させ、炉前室扉24を閉鎖する。
(3) The
(4)炉体扉7bを開放した後、容器搬送装置4のプッシャー部4aを前進させて耐熱容器2を熱処理炉3内に投入する。これにより、耐熱容器2は熱処理炉3の炉床17上、図1では9時の位置に載置される。
(4) After opening the
(5)容器搬送装置4のプッシャー部4aを後退させた後、炉体扉7bを閉鎖し、炉床回転装置19を介して炉床17を45゜左回転させる。この45゜の回転は、特に限定されるものではないが、例えば、37.5分毎に炉床17を45゜ずつ回転させることで、5時間で炉床17が1回転するように設定している。
(5) After the pusher portion 4a of the
(6)上記(1)〜(5)の処理をさらに7回繰り返すことで、熱処理炉3の炉床17上には、図1に示したように、隣接する耐熱容器2が一定の間隔を開けた状態で8個の耐熱容器2が環状に載置される。
(6) By repeating the above processes (1) to (5) seven more times, adjacent heat-
上記動作の間、耐熱容器2は熱処理炉3内で1周する間に外側から加熱されることで、耐熱容器2に収容された基板40に含まれるプラスチック類は焙焼により炭化混合物として金、銅、ニッケル等の有用金属から分離された状態となっている。
During the above operation, the heat-
プラスチック等の可燃性物質が熱分解することによって発生したガスは、耐熱容器2の上部から熱処理炉3内に排出され、熱処理炉3内で熱源として再利用される。また、上記熱処理の際に、熱処理炉3内の温度は、ノズル11を介して供給される空気の酸素量を調整することにより、耐熱容器2から熱処理炉3内に放出される可燃性ガスの燃焼量を制御し、温度計13による測定値が所望の値又は範囲となるように制御する。
Gas generated by the thermal decomposition of a flammable substance such as plastic is discharged from the upper part of the heat-
一方、熱処理炉3の内部が正圧になると、熱処理炉3の開口部7aから炉外に熱ガスが噴出し、熱処理炉3への耐熱容器2の投入及び排出が困難になるため、熱処理炉3の内部を負圧に維持する必要がある。そこで、圧力計14の測定値に応じてダンパー33を開閉して熱処理炉3の内部を所望の値又は範囲に維持する。例えば、基板40の焙焼時に有機化合物が激しく燃焼して熱処理炉の内部の圧力が急激に上昇したような場合でも、ダンパー33を開いて迅速に圧力を逃がし、熱処理炉3の内部の負圧を維持する。ダンパー33が熱処理炉3の天井部の近傍の排気管28の内部に配置されているため、熱処理炉3の内部の圧力変化に迅速に対応することができる。
On the other hand, when the pressure inside the
尚、熱処理炉3内の未燃焼ガスは二次燃焼室27に導かれ、熱処理炉3の温度(600〜700℃)よりも高い温度(800℃)で燃焼する。
The unburned gas in the
(7)耐熱容器2が熱処理炉3内で1周すると、炉体扉7bを開放して容器搬送装置4のプルアウト部4bを耐熱容器2の位置まで前進させ、図7に示すように、プルアウト部4bの先端に設けられた爪4cを、耐熱容器2に設けられたハンガー2fに係止させる。そして、プルアウト部4bを後退させて耐熱容器2を熱処理炉3から引き出してスライドベース21上に載置し、炉体扉7bを閉鎖する。
(7) When the heat-
(8)次に、炉前室扉24を開放した後、ベース移動装置22を介して加熱処理済みの耐熱容器2が載置されたスライドベース21をスタンド25の位置まで前進させる。そして、この状態で炉前室扉24を半分閉鎖し、スライドベース21を元の位置に戻すと耐熱容器2は半分閉鎖状態の炉前室扉24に当接してスタンド25上に載せられる。そして、炉前室扉24は全閉される。
(8) Next, after opening the furnace
(9)その後、スタンド25の位置まで移動させられたスライドベース21上の加熱処理済みの耐熱容器2は、移送コンベア(不図示)に載せられて冷却室(不図示)に運ばれる。尚、(8)で耐熱容器2が半分閉鎖状態の炉前室扉24に当接することによって、移送コンベア上に載せられ自動的に搬送されるようにすることもできる。そして、その加熱処理済みの耐熱容器2の代わりにスライドベース21上には、(2)で示したものと同様に、クレーン(不図示)を使用し、基板40が収容された新たな耐熱容器2が設置され、(3)以下の処理が繰り返して行われる。
(9) After that, the heat-
冷却室に運ばれた加熱処理済みの耐熱容器2は、内部の基板40を破砕、分級して炭化混合物を取り除いた後、金、銅、ニッケル等の有用金属をさらに分離する処理が行われる。
The heat-
以上のように構成された廃電子基板の処理装置及び処理方法によれば、基板40のプラスチック類等を炭化混合物として有用金属が含まれる金属から分離する際に、耐熱容器2のスリット2g及び筒状部材2hを介して、耐熱容器2の内部に収容される基板40の内部の隅々まで通風を行き渡らせることができるため、プラスチック類の分解温度である200℃〜400℃の昇温時間を早めることができ、また、1バッチあたりの処理量の増加も可能となるため、基板40の処理量を大幅に増加させることが可能になる。
According to the processing apparatus and the processing method of the waste electronic substrate configured as described above, when separating the plastics and the like of the
また、熱処理炉3から未燃焼ガスを二次燃焼室27に導いて、熱処理炉3の温度(600〜700℃)よりも高い温度(800℃)で燃焼させるようにしたので、臭気の発生を抑えることができる。
In addition, the unburned gas is led from the
本実施の形態では、炉床17が回転する熱処理炉3を使用することで均一的な加熱処理を行ったが、必ずしも炉床17が回転するものでなくてもよい。また、熱処理炉3内に複数の耐熱容器2を連続して投入・排出するようにしたがバッチ式のものでも適用可能である。
In the present embodiment, the uniform heat treatment is performed by using the
また、本実施の形態では、熱処理炉3内の炉温を600℃〜700℃程度に保持する場合について説明したが、加熱処理の温度は、プラスチックの分解温度(300℃)以上であれば樹脂製材料は分解され金属から分離されるので特に限定されるものではない。
In this embodiment, the case where the furnace temperature in the
また、本実施形態では、加熱処理用の熱源としてガスを用いた熱処理炉3を使用したが、熱源として電気や重油を用いた各種炉を使用することもできる。また、既存の製造設備、例えば、セメント焼成装置からの排ガスを熱源として用いることなどにより熱エネルギーの有効利用を図ることができる。
In the present embodiment, the
さらに、熱処理炉3の排気管28を介して排出されたガスを二次燃焼室27に導入せずに、セメント焼成装置のプレヒータの350℃以上の領域に導入することができる。これによって、二次燃焼室27が不要となると共に、燃焼ガス中のフッ化物をセメント調合原料に捕捉させたり、VOC(揮発性有機化合物)も燃焼させることができ、未燃焼ガスを無害化することもできる。電気炉での実験によれば、セメント調合原料によって燃焼ガス中のフッ化物濃度を約0.4%に、フッ化水素濃度を約0.45%に低減することができ、炭化カルシウムを乾式処理剤として用いた場合の20倍程度の低減効果がある。
Further, the gas discharged through the
また、本実施の形態では、予め破砕された廃電子基板を処理する場合について説明したが、廃電子基板が元々小さい場合等、必ずしも予め廃電子基板を破砕する必要はない。尚、廃電子基板の破砕には、基板用シュレッダーの他に四軸破砕機等を用いることができる。 Further, in the present embodiment, a case has been described in which a waste electronic substrate that has been crushed in advance is processed. However, when the waste electronic substrate is originally small, it is not always necessary to crush the waste electronic substrate in advance. In addition, in order to crush the waste electronic substrate, a four-axis crusher or the like can be used in addition to the shredder for the substrate.
次に、本発明に係る廃電子基板の処理装置の試験例について説明する。この試験では、基板用シュレッダーによって破砕された廃電子基板を処理した。 Next, a test example of the waste electronic substrate processing apparatus according to the present invention will be described. In this test, waste electronic substrates crushed by a substrate shredder were processed.
実施例として、上記図1〜図7に示した廃電子基板の処理装置1を用い、比較例として、上記図3〜図7に示した耐熱容器2に代えて図8〜図10に示す耐熱容器52を用い、その他の構成は廃電子基板の処理装置1と同じものを用いた。
As an example, the waste electronic
比較例で用いた耐熱容器52は、図10に示すように、容器本体52Aと蓋52Bとで構成され、両者は少なくとも650℃の耐熱温度を有する。
As shown in FIG. 10, the heat-
図8に示すように、容器本体52A(SS400)は、上方に開口して円筒状に形成された内筒52a(直径642mm、高さ800mm)と、内筒52aよりも大径で内筒52aを囲繞するように配置された外筒52b(直径700mm、高さ460mm)と、内筒52a及び外筒52bの底面に配置された複数の車輪52cと、外筒52bの周面52dに固定された2本の取っ手52eと、外筒52bの周面52dから突出するハンガー52fとで構成される。図7に示すように、中心角が略々140°の円弧状に水平方向に延設されるスリット2g(幅10mm)が、鉛直方向において高さ300mm付近に3段にわたって形成される。また、底面2jの中央部から鉛直上方にパンチングメタル製の筒状部材2h(直径100mm)が延設される。筒状部材2hの側面に開口(直径20mm)が穿設される。
As shown in FIG. 8, the container
一方、図9に示すように、蓋52Bは、下方に開口する円筒状に形成された本体52nと、本体52nの周面に開口して斜め上方に突出する排気管52gと、本体52nの天井面52hに設けられた取っ手52mとで構成される。排気管52gと水平面とのなす角は、45度程度である。また、排気管52gの向きは、排気管52gから噴出する燃焼ガスの速度ベクトルの水平成分が熱処理炉3の渦燃焼の方向と同方向になるように設定される。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the
上記容器本体52Aと蓋52Bとで耐熱容器52を構成するには、図10に示すように、容器本体52Aの内筒52aと外筒52bの間の溝部52jに蓋52Bの本体52nの下端52kが嵌め込まれると共に、溝部52jに砂が充填されてサンドシールが構成され、蓋52Bは容器本体52Aに対して一定の距離L分だけ浮き上がり可能な状態で取り付けられる。比較例1では、上記蓋52Bを用い。比較例2では、蓋52Bを用いなかった。
In order to form the heat-
表1に試験条件及び試験結果を示す。また、図12に炉内の昇温グラフを示す。昇温グラフの温度は、実施例では耐熱容器2内のスリット2gの近傍、比較例では耐熱容器52内の容器本体52Aの壁面近くの高さ方向で中央部に熱電対を取り付けて原料の温度(物温)を測定した。
Table 1 shows test conditions and test results. FIG. 12 shows a graph of the temperature rise in the furnace. In the temperature rise graph, the temperature of the raw material was measured by attaching a thermocouple at the center in the height direction near the
比較例1として、熱処理炉3内の温度を600℃に設定し、耐熱容器(蓋有り)52の一つ当たり基板40を64kg投入して焙焼した。その結果、図11(c)に示すように、投入後約1時間で炉温が200℃に達し、投入後約1時間30分で400℃に達した。また、基板40の減量率は16.7%であった。
As Comparative Example 1, the temperature in the
比較例2として、熱処理炉3内の温度を600℃に設定し、耐熱容器(蓋無し)52の
一つ当たり基板40を64kg投入して焙焼した。その結果、図11(d)に示すように、投入後約40分で炉温が200℃に達し、投入後約1時間で400℃に達した。また、基板40の減量率は19.7%であった。
As Comparative Example 2, the temperature in the
実施例1として、熱処理炉3内の温度を600℃に設定し、耐熱容器2の一つ当たり基板40を92kg投入して焙焼した。その結果、図11(a)に示すように、投入後約40分で炉温が200℃に達し、投入後約1時間で400℃に達した。また、基板40の減量率は24.0%であった。
In Example 1, the temperature in the
実施例2として、熱処理炉3内の温度を700℃に設定し、耐熱容器2の一つ当たり基板40を92kg投入して焙焼した。その結果、図11(b)に示すように、投入後30分が経過する前に炉温が200℃に達し、投入後約40分で400℃に達した。また、基板40の減量率は21.9%であった。
In Example 2, the temperature in the
上記実験により、実施例1、2の方が比較例1、2よりも基板40の投入量が40%以上も多いにもかかわらず、プラスチック類の分解温度である200℃〜400℃に達するまでの時間が同等かそれよりも短く、すなわち温度上昇速度が高く、基板40の減量率も高く、不要なカーボンが燃焼したことが判る。従って、本発明によれば、従来に比較して廃電子基板を短時間に大量処理することができ、有用金属の回収効率を高めることが可能となる。
According to the above experiment, even though the input amount of the
1 廃電子基板の処理装置
2 耐熱容器
2a 内筒
2b 外筒
2c 車輪
2d 周面
2e 取っ手
2f ハンガー
2g スリット
2h 筒状部材
2j 底面
2k 曲折部
2m スリット
3 熱処理炉
4 容器搬送装置
4a プッシャー部
4b プルアウト部
4c 爪
7 炉壁
7a 開口部
7b 炉体扉
8(8A〜8D) ガスバーナー
11(11A〜11D) ノズル
13 温度計
14 圧力計
17 炉床
18 モータ
19 炉床回転装置
21 スライドベース
22 ベース移動装置
22a モータ
22b シャフト
23 炉前室
24 炉前室扉
25 スタンド
27 二次燃焼室
28 排気管
28a 先端
29 ファン
30 ファン
31 煙突
32 温度計
33 ダンパー
34 ガスバーナー
40 廃電子基板
DESCRIPTION OF
Claims (8)
円筒状の炉壁を有し、該炉壁の内面に沿って水平方向に燃料を噴出するバーナーと、上面視円形の天井部の中心部に排気管とを有する熱処理炉と、
該熱処理炉に前記耐熱容器を投入及び排出可能な容器搬送装置とを備えることを特徴とする廃電子基板の処理装置。 A bottomed cylindrical heat-resistant container for housing a waste electronic substrate, wherein the slit is formed on a side surface, and extends vertically from a central portion of an inner bottom surface, and a plurality of openings are formed on the side surface. A heat-resistant container having a tubular member,
A heat treatment furnace having a cylindrical furnace wall, a burner that ejects fuel in a horizontal direction along the inner surface of the furnace wall, and an exhaust pipe in the center of a circular ceiling viewed from above,
A waste electronic substrate processing apparatus, comprising: a container transfer device capable of loading and unloading the heat-resistant container into and from the heat treatment furnace.
円筒状の炉壁を有し、該炉壁の内面に沿って水平方向に燃料を噴出するバーナーと、上面視円形の天井部の中心部に排気管とを有する熱処理炉と、
該熱処理炉に前記耐熱容器を投入及び排出可能な容器搬送装置とを備える処理装置を用い、
前記熱処理炉に投入された前記耐熱容器をその外側から前記バーナーで加熱して前記耐熱容器内部の前記廃電子基板を焙焼して炭化混合物を分離することを特徴とする廃電子基板の処理方法。 A bottomed cylindrical heat-resistant container for housing a waste electronic substrate, wherein the slit is formed on a side surface, and extends vertically from a central portion of an inner bottom surface, and a plurality of openings are formed on the side surface. A heat-resistant container having a tubular member,
A heat treatment furnace having a cylindrical furnace wall, a burner that ejects fuel in a horizontal direction along the inner surface of the furnace wall, and an exhaust pipe in the center of a circular ceiling viewed from above,
Using a processing apparatus having a container transfer device capable of charging and discharging the heat-resistant container to the heat treatment furnace,
A method for treating a waste electronic substrate, comprising: heating the heat-resistant container placed in the heat treatment furnace from the outside with the burner to roast the waste electronic substrate inside the heat-resistant container to separate a carbonized mixture. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016192579A JP6664301B2 (en) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | Apparatus and method for processing waste electronic substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016192579A JP6664301B2 (en) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | Apparatus and method for processing waste electronic substrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018054240A JP2018054240A (en) | 2018-04-05 |
JP6664301B2 true JP6664301B2 (en) | 2020-03-13 |
Family
ID=61836511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016192579A Active JP6664301B2 (en) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | Apparatus and method for processing waste electronic substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6664301B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020049460A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 太平洋セメント株式会社 | Waste lithium ion battery processing equipment and processing method |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002003856A (en) * | 2000-06-20 | 2002-01-09 | Masaaki Yamamoto | Carbonization apparatus and carbonization process for wood chips, and the like |
KR101200868B1 (en) * | 2004-09-29 | 2012-11-13 | 니혼 루 쯔보 가부시키가이샤 | Apparatus and method for heating treatment |
JP5631169B2 (en) * | 2010-05-20 | 2014-11-26 | 日本坩堝株式会社 | Valuable metal recovery equipment |
JP6474207B2 (en) * | 2014-07-16 | 2019-02-27 | 太平洋セメント株式会社 | Waste lithium ion battery treatment method and treatment system |
-
2016
- 2016-09-30 JP JP2016192579A patent/JP6664301B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018054240A (en) | 2018-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6474207B2 (en) | Waste lithium ion battery treatment method and treatment system | |
JP7017860B2 (en) | How to dispose of waste lithium-ion batteries | |
JP3604634B2 (en) | Rotary thermal oxidizer for recycling battery | |
US4264060A (en) | Apparatus for treating metallic scrap in the recovery of metal therefrom | |
JP6716389B2 (en) | Method of collecting valuables from waste lithium-ion battery and method of creating database | |
JP6557609B2 (en) | Waste lithium ion battery treatment apparatus and treatment method | |
US4401463A (en) | Process for the recovery of metals from the scrap from nickel-cadmium electric storage batteries | |
JPWO2007039938A1 (en) | Method for roasting inclusions containing at least one of V, Mo and Ni and rotary kiln for roasting | |
JP7179559B2 (en) | Apparatus and method for treating waste lithium-ion batteries | |
WO2020179695A1 (en) | Apparatus for roasting lithium ion battery waste | |
CN107532231A (en) | The processing method of lithium ion battery | |
JP7174652B2 (en) | Processing equipment for waste lithium-ion batteries | |
JP6664301B2 (en) | Apparatus and method for processing waste electronic substrate | |
EP3146286B1 (en) | High organic concurrent decoating kiln | |
US20060099543A1 (en) | Oven | |
CN101175580B (en) | Apparatus and method for thermally removing coatings and/or impurities | |
JP2020049460A (en) | Waste lithium ion battery processing equipment and processing method | |
JP6104842B2 (en) | Waste disposal method | |
EP1734322B1 (en) | Method and apparatus for recovering energy from waste materials by combustion in a cement clinker production line | |
TW202231882A (en) | Zinc collection method | |
CN106610023A (en) | Plasma melting and solidification disposal device for industrial dangerous waste | |
GB2493493A (en) | A reverbatory furnace with a dry hearth for preheating scrap metals and a barrier to prevent waste gases entering the main chamber | |
JP2010012409A (en) | Heat treatment device/method | |
US20230030899A1 (en) | Scrap dryer and/or scrap preheater | |
JP3752407B2 (en) | Large waste carbonization furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190311 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200218 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6664301 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |