JP6905103B1 - 金属回収方法 - Google Patents
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Abstract
Description
太陽電池モジュール又は太陽電池シート状構造物を破砕して破砕物を形成する破砕工程と、前記破砕物を分離する選別工程と、を有し、
前記太陽電池シート状構造物は、太陽電池モジュールからガラス基板及びフレーム部材が取り除かれ、少なくとも、太陽電池セルと、前記太陽電池セルから配線される金属パターンと、これらを封止する封止材と、を備えることを特徴とする、金属回収方法である。
前記破砕工程が、せん断作用を与えて前記破砕物を得る。
前記選別工程が、前記破砕物を、粒径が小さな微小粉体と、粒径が大きな粗大粉体とに分級し、前記微小粉体を捕集する分級工程を含む。
前記選別工程が、風力選別工程を含む。
前記風力選別工程は、前記粗大粉体を風力選別することで、重量物と、それ以外の軽量物とに分離し、前記重量物を捕集する。
前記風力選別工程では、風速を5m/s以上20m/s以下とする。
前記破砕工程では、前記破砕物の粒径が10mm以下となるように前記太陽電池シート状構造物又は太陽電池シート状構造物を破砕する。
前記微小粉体の粒径が4mm以下である。
前記破砕工程で、一軸破砕機を用いる。
以下、本発明の一実施形態に係る金属回収方法ついて、太陽電池モジュールの一部分解中間体である太陽電池シート状構造物からの金属回収を例に説明する。本実施形態の金属回収方法は、準備工程、破砕工程および選別工程を有する。以下、各工程について詳述する。
まず、処理対象である太陽電池シート状構造物(以下、単にシート状構造物ともいう)を準備する。シート状構造物は、太陽電池モジュールからガラス基板およびフレーム部材を取り除いたものである。
続いて、シート状構造物10を破砕する。シート状構造物10の破砕においては、例えば樹脂のような軟質で粘りのある材料から形成される部材ほど、粗く破砕され、金属やSiのような硬くて脆い材料から形成される部材は、細かく破砕される傾向がある。具体的には、ケイ素を含む太陽電池セル11は細かく破砕されやすい。また、有価金属を含む金属パターン12は細かく破砕されやすく、金属パターン12の中でも、太陽電池セル11の表面に設けられる表面電極は、薄く構成されるため、太陽電池セル11の破砕とともに破砕されやすく、バスバー電極よりも細かく破砕されやすい。一方、樹脂から形成される封止材13や保護部材14などは、軟質であるため、粗く破砕される。そのため、破砕物においては、粒径の小さな範囲には、樹脂などが混入しにくく、有価金属の比率が高くなる。一方、粒径の大きな範囲には、樹脂などが多く含まれるので、有価金属の比率は低くなる傾向がある。
続いて、得られた破砕物を選別する。本実施形態では、破砕物に対して分級および風力選別を行う。
まず、得られた破砕物を、粒径が小さな微小粉体と、粒径が大きな粗大粉体とに分級する。上述したように、ケイ素から形成される太陽電池セル11や金属パターン12の中でも表面電極は細かく破砕されやすく、金属パターン12の中でもブスバー電極、樹脂から形成される封止材13や保護部材14は細かく破砕されにくい。そのため、粗大粉体は樹脂が多く含まれて有価金属の比率が低くなるのに対して、微小粉体は樹脂が少なく、有価金属の比率が高くなる傾向がある。本実施形態では、分級した後、有価金属の比率が高い微小粉体を捕集する。
続いて、分級工程で分級された粗大粉体に対して風力選別を行う。粗大粉体には、主に、分級工程で回収しきれなかった金属パターン12におけるブスバー電極に由来する有価金属、封止材13や保護部材14に由来する樹脂が含まれる。粗大粉体に対して風を吹き付けることにより、重量物と軽量物とに分離する。風力選別では、風を吹き付けたときに飛ばされにくい粗大粉体が重量物として分離される。このような重量物には、比重の大きい粗大粒子が多く含まれる。逆に軽量物には比重の低い粗大粒子が多く含まれる。粗大粉体のうちの軽量物には主に樹脂が含まれる。一方、重量物には有価金属が多く含まれる傾向にある。特に、Cuが多く含まれる傾向がある。本実施形態では、風力選別により、粗大粉体のうちの、有価金属を多く含む重量物を捕集する。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
処理対象として、太陽電池モジュールからガラス基板およびフレーム部材を取り除いた太陽電池シート状構造物(PVシート)を準備した。続いて、ナゲット機を用いてPVシートを10mm以下に粉砕されるよう、10mmスクリーンを通過するまで粉砕し、通過しない場合は繰り返し処理した。続いて、得られたPVシート破砕物を目開き4mmの篩機に導入した。これにより、PVシート破砕物を、粒径が1mm以下の粉体、1mm〜10mmの粉体に分級した。本実施例では、これらの粉体のうち、粒径が1mm以下の粉体を微小粉体として捕集した。次に、捕集しなかった粗大粉体、つまり、粒径が1mm〜10mmの粉体に対して、風速8m/sで風力選別を行った。風力選別により重量物と軽量物とを分離し、重量物を捕集した。なお、ナゲット機としては、一軸カッターミルの「SKC−25−540L」を用いた。破砕条件として、刃の数は45個、クリアランスは2mm程度、刃の回転数は630rpmに調整した。また、風力選別機としては「APS−250RB」を用いた。
具体的には、まず、PVシート破砕物に含まれるAgおよびCuを100としたときの、粒径が1mm以下の粉体、1mm〜10mmの粉体に含まれる各成分の分配比と濃縮度(分配比/質量比)を求めた。その結果を下記表1に示す。
粒径が2mm以下の粉体を微小粉体として捕集し、粒径が2mm〜10mmの粉体を粗大粉体として捕集した以外は、実施例1と同様に有価金属を回収した。
粒径が4mm以下の粉体を微小粉体として捕集し、粒径が4mm〜10mmの粉体を粗大粉体として捕集した以外は、実施例1と同様に有価金属を回収した。
また、実施例3について、粒径が4mm以下の粉体、4mm〜10mmの粉体のそれぞれに含まれる各成分の比率を求めた。その結果を下記表5に示す。また、粗大粉体(4mm〜10mmの粉体)に対して風力選別を行ったときに得られる重量物と軽量物とに含まれる各成分の比率を下記表6に示す。
10 太陽電池シート状構造物
11 太陽電池セル
12 金属パターン
13 封止材
14 保護部材
15 ガラス基板
16 フレーム部材
Claims (5)
- 太陽電池モジュール又は太陽電池シート状構造物を破砕して破砕物を形成する破砕工程と、前記破砕物を選別する選別工程と、を有し、
前記太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、前記太陽電池セルから配線される金属パターンと、前記太陽電池セルおよび金属パターンを封止する封止材と、前記封止材の一方の面に設けられる保護部材と、前記封止材の他方の面に設けられるガラス基板と、これらの積層体の周囲を囲むフレーム部材と、を備えて構成され、
前記太陽電池シート状構造物は、前記太陽電池モジュールから少なくとも前記ガラス基板及び前記フレーム部材が取り除かれて構成され、
前記破砕工程では、前記太陽電池モジュール又は前記太陽電池シート状構造物をせん断破砕し、
前記選別工程は、前記破砕物を、粒径が小さな微小粉体と、粒径が大きな粗大粉体とに分級し、前記微小粉体を捕集する分級工程と、前記粗大粉体を風力選別することで、重量物と、それ以外の軽量物とに分離し、前記重量物を捕集する風力選別工程と、を有することを特徴とする、金属回収方法。 - 前記風力選別工程では、風速を5m/s以上20m/s以下とする、請求項1に記載の金属回収方法。
- 前記破砕工程では、前記破砕物の粒径が10mm以下となるように前記太陽電池シート状構造物又は太陽電池シート状構造物を破砕する、請求項1又は2に記載の金属回収方法。
- 前記微小粉体の粒径が4mm以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の金属回収方法。
- 前記破砕工程で、一軸破砕機を用いる、請求項1から4のいずれか1項に記載の金属回収方法。
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