JP6789757B2 - 貴金属の回収方法及び回収装置 - Google Patents
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Description
本発明は、貴金属を含んだ複合材料からの貴金属の回収方法及び回収装置に関する。
表面がめっきされた金属製基材からなる電子部品や装飾品、あるいはそれらのスクラップなどから特定の金属を回収する方法として、例えば複合材料の固体原料を加熱炉内に装入し、融点差を利用して特定金属を溶融させて分離回収する方法や、被覆された基材からなる固体原料に対して物理的処理により被覆材を剥離した後、酸液やアルカリ液等を用いた湿式の化学的処理により基材の表面に残存する被覆材を除去する回収方法が提案されている。
例えば特許文献１には、加熱炉としての可傾式坩堝型回転炉にアルミニウムを含む固体原料を装入し、回転しながら加熱することでアルミニウムを溶融状態にして灰分から分離する技術が開示されている。また、特許文献２には、固体原料をバレル研磨機に装入し、一定時間毎に回転方向が逆転するように回転させることによって共擦りによる研磨を行い、これにより基材の表面から被覆層を剥離した後、基材の表面に残存する被覆層を薬液によって除去する技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献１の技術は固体原料の大部分を溶融させる必要があるのでエネルギーコストが高くなるという問題をかかえている。上記特許文献２の技術は上記特許文献１に比べればエネルギーコスト的には有利であるものの、薬液処理後の基材に付着している薬液の除去に洗浄装置を用いる必要があるため、該洗浄装置への煩雑な移し替えが必要になる上、有害な薬液を使用する場合は移し替え作業時に作業者が基材や薬液等に直接触れないように配慮する必要があり、そのためのコストがかかることがあった。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、薬液の付着した基材や薬液に作業者が触れることなく効率よく作業を行うことが可能な、貴金属で被覆された基材からの貴金属の回収方法及び回収装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る貴金属の回収方法は、貴金属の被覆材で被覆された基材をその全体が浸漬可能な量の溶解液と共に二重構造の容器のうちの通液性構造を有する内側部に装入し、前記内側部をその中心軸の周りに低速で交互に正転及び逆転させて前記被覆材を溶解する溶解処理工程と、前記溶解した被覆材を含む溶解液を前記容器から排出して回収した後、前記内側部をその中心軸の周りに高速回転させて基材に付着している溶解液を回収する溶解液回収工程と、前記溶解液回収工程後の容器に洗浄液を供給すると共に前記内側部を低速で交互に正転及び逆転させて基材を洗浄する洗浄処理工程と、前記洗浄処理工程で生じた洗浄排液を前記容器から排出して前記溶解液とは別に回収した後、前記内側部を高速回転させて基材に付着している洗浄排液を回収する洗浄液回収工程とを有することを特徴としている。
また、本発明に係る貴金属の回収装置は、貴金属の被覆材で被覆された基材及びその全量を浸漬可能な量の溶解液を収容可能な二重構造の円筒状の容器と、該二重構造の容器の内側部を低速で交互に正転及び逆転させる低速回転モード、及び一方向に高速回転させる高速回転モードで回転させることが可能な回転機構とを有する貴金属の回収装置であって、前記容器は前記溶解液及び洗浄液を供給する供給管とこれらの液を処理後に排出する排出管とを備え、前記内側部は通液性構造を有していることを特徴としている。
本発明によれば、基材を被覆する被覆材の溶解による除去処理と該除去処理後の基材の洗浄処理とを１台の装置で行うことができるので、作業時間の短縮が可能になる上、作業者が有害な薬液に直接触れることなく安全に作業を行うことができる。
先ず、図１を参照しながら本発明の一具体例の貴金属の回収装置について説明する。この図１に示す回収装置１は、電子部品や装飾品あるいはそれらのスクラップなどのように貴金属の被覆材で被覆された基材の１バッチ処理分及びその全量を浸漬させることが可能な溶解液を収容して処理する円筒状の容器１０を有している。この容器１０は内側部１１と外側部１２とからなる二重構造になっており、内側部１１は例えばパンチングメタル、ワイヤーメッシュなどで形成することで通液性構造になっている。また、内側部１１はその中心軸Ｏを中心として回転可能となるように外側部１２に支持されている。
この容器１０の内側部１１内に収容された状態でバッチ処理される基材は、長さが３〜１００ｍｍ程度、かさ密度が３００〜２０００ｋｇ／ｍ３程度であるのが好ましく、内側部１１はこの基材の２.５〜３.５ｍ３程度を１バッチで処理できる容量を有しているのが好ましく、そのため内側部１１は、例えば内径２０００〜３０００ｍｍ、高さ１０００〜１５００ｍｍ程度の円筒形状を有していることが好ましい。
この容器１０の外側部１２には、上部に基材の投入や取り出しが行われる好適には開閉自在な蓋が付いた開口部１３が設けられている。更に、容器１０の外側部１２には溶解液及び洗浄液を供給する送液管１４と、基材の処理の際に発生するガスを吸引する吸引管１５とが設けられている。この吸引管１５の容器１０側接続端部とは反対側の端部は、例えば図示しないブロワーに接続されており、このブロアで吸引されたガスは、必要に応じて除害装置などによって除害処理された後、大気放出される。尚、１本の送液管１４に代えて溶解液用の送液管と洗浄液用の送液管とを設けてもよい。
容器１０の外側部１２の底部には、処理後の溶解液や洗浄排液を排出する排出管１６が設けられている。この排出管１６の先端部にはバルブ１７設けられている。また、排出管１６にはサンプリング用の抜出口１８が設けられている。容器１０は内側部１１の回転により多少振動するので、容器１０の外側部１２に接続しているこれら送液管１４、吸引管１５及び排出管１６は、図１に示すように各々少なくとも一部がフレキシブルチューブ１４ａ、１５ａ、１６ａで構成されるのが好ましい。
図１の回収装置１は、更に上記容器１０の内側部１１をその中心軸Ｏの周りに回転させる回転機構２０を有している。この回転機構２０は、モーターなどの回転駆動部２１を有しており、そのスピンドル部２２に設けられたプーリー２２ａと、上記の容器１０の内側部１１の下部から下方に突出して外側部１２の底部を貫通する突出部１９の先端に設けられたプーリー１９ａとが図示しない駆動ベルトで架け渡されている。上記の回転駆動部２１は、５０〜１００ｒｐｍ程度の低速で交互に正転及び逆転する低速回転モードと、５００〜８００ｒｐｍ程度の高速で一方向に回転する高速回転モードとの切り替えができるようになっている。
次に、上記した本発明の一具体例の貴金属の回収装置１を用いて、貴金属が被覆された基材から貴金属を回収する方法について図２のブロックフロー図をも参照しながら説明する。先ず、溶解処理工程Ｓ１において、回収装置１の容器１０の内側部１１内に、貴金属めっきされた基材からなる固体原料を開口部１３から投入すると共に、溶解液を該固体原料がちょうど隠れる程度の量だけ送液管１４から供給する。そして、低速の回転数で正転と逆転を数秒から数十秒の間隔で繰り返すことで、基材と溶解液を流動させて貴金属を溶解する。この溶解処理の際、溶解液からガスが発生する場合は、図示しないブロア等の吸引装置を作動させて吸引管１５を介して容器１０内のガスを排気するのが好ましい。
上記の正転及び逆転の際は、互いに重なり合った基材同士が離れるように適度に基材が撹拌され、また、基材が溶解液にできるだけ浸漬したままの状態で容器１０の内側部１１内で適度に回転するのが望ましいため、５０〜１００ｒｐｍ程度の低速の回転数で５〜１０秒程度の間隔おきに正転と逆転を繰り返す低速回転モードの運転を約３０分程度継続することが望ましい。溶解液は貴金属及び基材の材質に応じて適宜選択するのが好ましく、例えばＳＵＳ材の表面を被覆しているＡｕを溶解して回収する場合は、シアン化ナトリウム水溶液などのシアン系溶解液を用いるのが好ましい。
次に溶解液回収工程Ｓ２において、容器１０内の貴金属を含んだ溶解液を回収するため、排水管１６のバルブ１７を開けて該溶解液を排出する。溶解液排出後の容器１０内の基材残渣には溶解液が付着しているため、内側部１１を５００〜８００ｒｐｍ程度の高速の回転数で５分間程度回転させる。この脱液処理により、遠心力を働かせて基材残渣に付着している溶解液を分離させて回収する。この脱液処理の際は、排水管１６のバルブ１７は開けたままでもよい。
次に洗浄処理工程Ｓ３において、上記脱液処理後の容器１０内の基材残渣に対し、送液管１４から水等の洗浄液を供給しながら内側部１１を低速で交互に正転及び逆転させる。例えば上記溶解工程Ｓ１の場合と同様に内側部１１を５０〜１００ｒｐｍ程度の低速の回転数で５〜１０秒程度の間隔おきに正転と逆転を繰り返す低速回転モードの運転を約１０分間継続させる。
次に、洗浄排液回収工程Ｓ４において、内側部１１の回転を停止した後、バルブ１７を開けて排水管１６から洗浄排液を排出して回収する。尚、上記の洗浄処理工程Ｓ３の際はバルブ１７を開けたままにしてもよく、この場合は上記洗浄排液回収工程Ｓ４の洗浄排液の排出は、洗浄処理工程Ｓ３と同時に行われることになる。この洗浄排液回収工程Ｓ４では、更にバルブ１７を開けたまま５００〜８００ｒｐｍで内側部１１を回転させて遠心力により基材残渣に残る洗浄液を分離させて回収する。洗浄排液回収工程Ｓ４の完了後は、容器１０の開口部１３から内側部１１内の基材残渣を取り出す。
（実施例）
Ａｕで被覆された基材を図１に示すような回収装置１で溶解及び洗浄処理を行い、Ａｕの回収を行った。具体的には、Ａｕめっきが施されたＳＵＳ製の基材５０ｋｇ（Ａｕ品位２０００ｐｐｍ）を、シアン化ナトリウム水溶液１００Ｌからなる溶解液と共に図１に示す回収装置１の容器１０（外側部１２の直径２.５ｍ、高さ１.２ｍ）の内側部１１内に投入した。
Ａｕで被覆された基材を図１に示すような回収装置１で溶解及び洗浄処理を行い、Ａｕの回収を行った。具体的には、Ａｕめっきが施されたＳＵＳ製の基材５０ｋｇ（Ａｕ品位２０００ｐｐｍ）を、シアン化ナトリウム水溶液１００Ｌからなる溶解液と共に図１に示す回収装置１の容器１０（外側部１２の直径２.５ｍ、高さ１.２ｍ）の内側部１１内に投入した。
次に、容器１０の内側部１１を７０ｒｐｍの回転数で正転及び逆転を７秒間隔で繰り返す運転を３０分間継続することで溶解処理を行った。この溶解処理により、基材表面のＡｕめっきは目視確認できなくなるまで除去できた。この溶解処理の完了後、バルブ１７を開けて排水管１６から溶解液を排出して回収した。更に、バルブ１７を開けたまま内側部１１を６００ｒｐｍの回転数で一方向に５分間回転させることで遠心力による脱液処理を行い、基材残渣に付着している溶解液を排水管１６から回収した。
次に、脱液処理後の容器１０内の基材残渣に対して、バルブ１７を開けた状態で送液管１４から水を供給しながら、７０ｒｐｍの回転数で正転と逆転を７秒間隔で繰り返して１０分間洗浄を行い、同時に洗浄廃水を排水管１６から排出して回収した。更に、６００ｒｐｍの回転数で一方向に５分間回転させて遠心力による脱水処理を行い、基材残渣に付着している洗浄廃水を排水管１６から回収しながら取り除いた。上記の基材の投入から洗浄廃水の脱水処理が完了するまでに要した時間は５５分であった。上記処理後の基材残渣に含まれる貴金属Ａｕの残留量をＩＣＰ発光分光分析装置を用いて検査したところ１０質量ｐｐｍ以下であり、９９％以上のＡｕ回収率が得られた。
（比較例）
上記実施例と同じＡｕめっきが施された基材５０ｋｇを上記実施例と同様に溶解処理して容器１０から溶解液を回収した。この溶解処理後の基材残渣を該容器１０の内側部１１から取り出して別途用意した遠心分離機に移し、６００ｒｐｍで５分間の脱液処理を行い、基材残渣に付着している溶解液を回収した。次に、この遠心分離機に水を供給しながら７０ｒｐｍの回転数で一方向に回転することで１０分間の洗浄処理を行い、同時に洗浄廃水を回収した。更に、６００ｒｐｍの回転数で５分間回転させて遠心力による脱水処理を行った後、洗浄水を排出して回収した。
上記実施例と同じＡｕめっきが施された基材５０ｋｇを上記実施例と同様に溶解処理して容器１０から溶解液を回収した。この溶解処理後の基材残渣を該容器１０の内側部１１から取り出して別途用意した遠心分離機に移し、６００ｒｐｍで５分間の脱液処理を行い、基材残渣に付着している溶解液を回収した。次に、この遠心分離機に水を供給しながら７０ｒｐｍの回転数で一方向に回転することで１０分間の洗浄処理を行い、同時に洗浄廃水を回収した。更に、６００ｒｐｍの回転数で５分間回転させて遠心力による脱水処理を行った後、洗浄水を排出して回収した。
上記処理後の基材残渣中の貴金属Ａｕの残留量は実施例とほぼ同等の１０ｐｐｍ以下であり、９９％以上のＡｕ回収率が得られたが、基材の投入から洗浄水の脱水処理が完了するまでに要した時間は７５分となり、上記実施例よりも時間が２０分長くかかった。
１ 回収装置
１０ 容器
１１ 内側部
１２ 外側部
１３ 開口部
１４ 送液管
１５ 吸引管
１６ 排水管
１７ バルブ
１８ サンプリング用抜出口
１９ 突出部
２０ 回転機構
２１ 回転駆動部
２２ スピンドル部
Ｏ 中心軸
Ｓ１ 溶解処理工程
Ｓ２ 溶解液回収工程
Ｓ３ 洗浄処理工程
Ｓ４ 洗浄排液回収工程
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Claims (3)
- 貴金属の被覆材で被覆された基材をその全体が浸漬可能な量の溶解液と共に二重構造の容器のうちの通液性構造を有する内側部に装入し、前記内側部をその中心軸の周りに低速で交互に正転及び逆転させて前記被覆材を溶解する溶解処理工程と、
前記溶解した被覆材を含む溶解液を前記容器から排出して回収した後、前記内側部をその中心軸の周りに高速回転させて基材に付着している溶解液を回収する溶解液回収工程と、
前記溶解液回収工程後の容器に洗浄液を供給すると共に前記内側部を低速で交互に正転及び逆転させて基材を洗浄する洗浄処理工程と、
前記洗浄処理工程で生じた洗浄排液を前記容器から排出して前記溶解液とは別に回収した後、前記内側部を高速回転させて基材に付着している洗浄排液を回収する洗浄液回収工程とを有することを特徴とする貴金属の回収方法。 - 前記溶解液がシアン系溶解液であり、前記低速が５０〜１００ｒｐｍであり、前記高速が５００〜８００ｒｐｍであることを特徴とする、請求項１に記載の貴金属の回収方法。
- 貴金属の被覆材で被覆された基材及びその全量を浸漬可能な量の溶解液を収容可能な二重構造の円筒状の容器と、該二重構造の容器の内側部を低速で交互に正転及び逆転させる低速回転モード、及び一方向に高速回転させる高速回転モードで回転させることが可能な回転機構とを有する貴金属の回収装置であって、
前記容器は前記溶解液及び洗浄液を供給する供給管とこれらの液を処理後に排出する排出管とを備え、前記内側部は通液性構造を有していることを特徴とする貴金属の回収装置。
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| JP2016208369A JP6789757B2 (ja) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 貴金属の回収方法及び回収装置 |
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