JP7076178B2 - 電子・電気機器部品屑の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子・電気機器部品屑の処理方法に関し、特に、使用済み電子・電気機器のリサイクル処理に好適な電子・電気機器部品屑の処理方法に関する。

近年、資源保護の観点から、廃家電製品・ＰＣや携帯電話等の電子・電気機器部品屑から、有価金属を回収することがますます盛んになってきており、その効率的な回収方法が検討され、提案されている。

例えば、特開２０１５－１２３４１８号公報では、銅を含む電気・電子機器部品屑を焼却後、所定のサイズ以下に粉砕し、粉砕した電気・電子機器部品屑を銅の溶錬炉で処理することが記載されている。

特開２０１５－１２３４１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、電気・電子機器部品屑を粉砕する前に焼却しているため、焼却のためのエネルギーコスト面で改善の余地がある。別方法として、電子・電気機器部品屑をそのまま細かく破砕・粉砕する方法があるが、細かく破砕・粉砕することにより、エネルギーコストの観点から良策とはいえない場合がある。

近年、電子・電気機器部品屑から単体部品を分離して処理することが検討されている。しかしながら、単体部品のみを除去することは難しく、搬送のことを考えるとある程度の大きさになっていることが望ましく、現状では破砕が伴っている。破砕が伴うと、粗い破砕では十分な部品の分離ができず、細かい破砕では、部品も破壊され、部品の単体回収が困難となる。

一方、このような電子・電気機器部品屑から、貴金属をはじめ、銅、亜鉛等の有価金属を回収する方法としては、溶融して処理する乾式処理方法と酸やアルカリで溶解させて処理する湿式処理法が知られている。いずれの方法においても好ましくない不純物がある。例えば、銅製錬で処理する方法において、アルミニウムは、好ましくない金属の一つである。たとえば、乾式処理においては、アルミニウムはスラグの成分となるが、アルミニウムが多い場合にはスラグの量を増加させてしまうことや、スラグの粘性が高くなる等の悪影響を与えてしまうこともあるので、極力減らすことが望まれ、回収工程前に除去することが望まれる。

上記課題を鑑み、本発明は、電子・電気機器部品屑から所望の単体部品を選択的に分離することができ、電子・電気機器部品屑の処理効率を向上させることが可能な電子・電気機器部品屑の処理方法を提供する。

本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、電子・電気機器部品屑に対して所定の分離操作を行うことで、後工程の乾式処理又は湿式処理で問題となるアルミニウムを多く含む単体部品、具体的にはコンデンサ及びヒートシンクを効率良く分離回収できることを見いだした。

以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、電子・電気機器部品屑を篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて篩別する篩別工程と、篩別工程の篩下物を風力選別する風力選別工程とを含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法が提供される。

本発明は別の一側面において、電子・電気機器部品屑を風力選別する風力選別工程と、風力選別工程後の軽量物を風力選別する軽量物風力選別工程と含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法が提供される。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は一実施態様において、上記風力選別工程又は上記軽量物風力選別工程における風量が、５～２０ｍ／ｓである。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、上記風力選別工程又は上記軽量物風力選別工程で分離された重量物を比重選別及び／または形状選別することにより、電子・電気機器部品屑中のコンデンサ及びヒートシンクの少なくとも何れかを単体部品として分離回収することを更に含む。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、重量物を比重選別及び／または形状選別することが、１軸のエアテーブル又は転選機を用いて処理される。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、上記風力選別工程又は上記軽量物風力選別工程で分離された軽量物を比重選別及び／または形状選別することを更に含む。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、上記軽量物を比重選別及び／または形状選別することが、２軸のエアテーブルを用いて処理される。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、篩別工程の篩上物を破砕した後、破砕物を、篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて篩別することを更に含む。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、篩別工程の篩上物を磁力選別することと、磁力選別後の非磁性物を渦電流選別することを更に含む。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、篩別工程の篩上物を磁力選別することと、磁力選別後の磁性物を風力選別することを更に含む。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、篩別工程の篩上物を風力選別することと、風力選別で選別された重量物を比重選別及び／または形状選別し、コンデンサ及びヒートシンクの少なくともいずれかを分離回収することを更に含む。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、上記コンデンサ及びヒートシンクの少なくともいずれかを分離回収することが、１軸のエアテーブル又は転選機を用いて処理される。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は別の一実施態様において、上記風力選別により選別された軽量物を２軸のエアテーブル又はピッキングにより、メタルを分離回収する。

本発明によれば、電子・電気機器部品屑から所望の単体部品を選択的に分離することができ、電子・電気機器部品屑の処理効率を向上させることが可能な電子・電気機器部品屑の処理方法が提供できる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
（１）処理対象について
本発明における「電子・電気機器部品屑」とは、廃家電製品・ＰＣや携帯電話等の電子・電気機器を破砕した屑であり、回収された後、適当な大きさには破砕されたものを指す。本発明では、電子・電気機器部品屑とするための破砕は、処理者自身が行ってもよいが、市中で破砕されたものを購入等したものでもよい。

破砕方法として、特定の装置には限定されないが、粉砕機のカテゴリーに属する装置は含まれない。また、できる限り、部品の形状を損なわない破砕が望ましく、例えば、基板表面剥離装置、クロスフローシュレッダ、竪型回転破砕機等が挙げられる。また、パーツセパレータ等の粗粉砕機を用いてもよい。

（２）分離回収フローについて
本発明の実施の形態に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は、電子・電気機器部品屑を篩別する篩別工程と、風力により選別する選別工程とを少なくとも含む。更に、比重により選別する比重選別工程と、形状により選別する形状選別工程と、磁力により選別する磁力選別工程と、渦電流により選別する渦電流選別工程を、所定の順序で組み合わせることにより行うものである。

金属回収工程では、主として溶融炉を用いる乾式処理や酸やアルカリで溶解させて処理する湿式処理を用いることができるが、これらの処理において、アルミニウムが多く含まれると、所望の金属を高効率で回収できない場合がある。このアルミニウムを効率的に除去する方法について鋭意検討したところ、電子・電気機器部品屑中の単体部品、具体的には、電子基板に付着するコンデンサ及びヒートシンクの少なくともいずれかを選別することが有用であることを見いだした。

種類にもよるが、コンデンサは、約５０％程度のアルミニウム品位を有し、ヒートシンクは、約８０％以上のアルミニウム品位を有する。そのため、コンデンサ及びヒートシンクを単体部品の状態で回収し、これらを電子・電気機器部品屑から取り除くことで、金属回収処理で問題となるアルミニウムを電子・電気機器部品屑処理フローの系外へ出すことが可能となり、リサイクル処理対象物からアルミニウム品位を低減させることができる。これにより、後段の金属回収工程における金属の回収効率を向上させることができる。なお、本実施形態では、コンデンサ及びヒートシンクを単体部品で回収する方法について、以下に例を挙げて説明する。

Ａ．篩別工程
篩別工程では、篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて原料を篩別する。具体的には、篩目の直径が１６ｍｍの篩を用いて篩別することで、径が１６ｍｍ以上の篩上物と、径が１６ｍｍ未満の篩下物に分別できる。篩目の直径が１０～２０ｍｍ、より好ましくは１４～１８ｍｍの篩を用いて行うことで、単体部品、特にコンデンサ及びヒートシンクが回収しやすくなる。

Ｂ．風力選別工程
径が１６ｍｍ未満の篩下物については風力選別を実施する。風力選別工程における風量は、５～２０ｍ／ｓ、より好ましくは１０ｍ／ｓ程度であることが好ましい。風力選別により、重量物と軽量物に分離される。

或いは、原料を篩別せずに原料を直接、風力選別に供してもよい。この場合は、風量５～２０ｍ／ｓ、より好ましくは１２ｍ／ｓで風力選別を行った後に、選別された軽量物を更に５～２０ｍ／ｓ、より好ましくは１０ｍ／ｓ程度で風力選別し、重量物側と軽量物側へ分ける（軽量物風力選別工程）。

Ｃ．比重選別／形状選別工程
風力選別で選別された重量物は、比重選別及び／又は形状選別を行う。具体的には、コンデンサ及びヒートシンクの形状特性を考慮すると、重量物を１軸のエアテーブル又は転選機で処理することが望ましい。この操作により、コンデンサ及びヒートシンクと、コンデンサ及びヒートシンク以外の物質に選別することができる。比重選別／形状選別工程で選別されたコンデンサ及びヒートシンクは、単体部品として回収することができるため、これを処理フローの系外へと取り除くことにより、電子・電気機器部品屑の金属に付着したアルミニウム成分を除去することができる。

風力選別で選別された軽量物に対しても比重選別及び／又は形状選別を行うことが望ましい。ここで、軽量物に対しては、２軸のエアテーブル又はピッキングを用いることが好ましい。

Ｄ．破砕工程
上記篩別工程で篩い分けされた篩上物は、基板表面剥離装置、クロスフローシュレッダ、竪型回転破砕機、パーツセパレータ等の粗粉砕機を用いて更に破砕してもよい。これにより、回収対象となるコンデンサ及びヒートシンクを１６ｍｍ未満の篩下物へと分離し、コンデンサの回収効率を高めることができる。なお、この破砕工程では、部品の形状を損なわない粉砕とすることが望ましく、粉砕機のカテゴリーに属する装置は含まれない。

破砕工程後は、上記Ａ．篩別工程を繰り返して、重量物と軽量物側に分けることが好ましい。この操作により、重量物にはコンデンサ及びヒートシンクが篩別され、軽量物側には線屑、基板、プラスチック等が篩別される。重量物に対しては、上述のように更に１軸のエアテーブル又は転選機で比重選別及び／又は形状選別を行うことで、コンデンサ及びヒートシンクと、コンデンサ及びヒートシンク以外の物質に選別することができる。軽量物に対しては、上述のように２軸のエアテーブル又はピッキングを用いることにより、メタル片とメタル片以外の物質に選別することができる。

Ｅ．磁力選別
上記篩別工程で篩い分けされた篩上物は、更に磁力選別することにより、磁性物と非磁性物に選別することができる。例えば、永久磁石を用いたドラム型磁選機を用いることにより、磁力選別を行うことができる。磁力選別によりコンデンサの約９割が非磁性物側へ選別されることが分かった。ヒートシンクに関しても非磁性物側に選別されるものが多いことが分かった。なお、磁性物中には、鉄屑、ＩＣなどが選別される。非磁性物側には主としてコンデンサ、ヒートシンク、プラスチック、基板、線屑等が選別される。磁力選別により選別された非磁性物は風力選別してもよい。

Ｆ．渦電流選別
磁力選別で選別された非磁性物中には約９割程度のコンデンサ及びヒートシンクが残存しているため、渦電流選別機を用いて非磁性物に対して渦電流選別を実施することにより、コンデンサ及びヒートシンクの回収効率を向上させる。使用する渦電流選別機は、永久磁石を内蔵した回転ドラム（直径３１４ｍｍ）と、被選別物を回転ドラムに向かって輸送する搬送ベルトと、回転ドラムからの電磁力による飛距離の違いによって非鉄金属とその他の物質を区別するデバイダからなる。渦電流選別機のドラム回転数は回転数を高くするほど好ましく、例えば、ドラム回転数１５００～２５００ｒｐｍ（例えば２０００ｒｐｍ）で、ベルト速度を１０～３０ｍ／ｍｉｎ（例えば２５ｍ／ｍｉｎ）とし、デバイダ距離を回転ドラムの頂点から水平３２０～３８０ｍｍ、鉛直下方１１０～１４０ｍｍ（例えば水平３４０ｍｍ、鉛直下方１２０ｍｍ）とすることで、非磁性物中に含まれるプラスチック、基板、線屑、ＩＣなどの抽出対象外の物質の随伴を抑制しながら、コンデンサ及びヒートシンクを選択的に選別することができる。磁力選別工程と渦電流選別工程を組み合わせることにより、篩上物中の約９割のコンデンサ及びヒートシンクを単体部品或いは単体部品に近い状態で選別することができる。

本発明の実施の形態に係る電子・電気機器部品屑の処理方法によれば、比較的簡単な分離手法によって、電子・電気機器部品屑から所望の部品、中でも、コンデンサ及びヒートシンクを単体部品の状態で分離することができる。従来、金属に付着したアルミニウム成分の回収を行うことは困難であったが、電子・電気機器部品屑の中からコンデンサ及びヒートシンクを単体部品として選択的に除去することで、後段の金属回収工程において問題となる電子・電気機器部品屑中のアルミニウム濃度を低減させることができる。

Claims (12)

1. 電子・電気機器を破砕した屑である電子・電気機器部品屑を篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて篩別する篩別工程と、
   前記篩別工程の篩下物を風力選別する風力選別工程と、
   前記風力選別工程で分離された重量物を、１軸のエアテーブル又は転選機を用いて比重選別及び／または形状選別することにより、電子・電気機器部品屑中のコンデンサ及びヒートシンクの少なくとも何れかを分離回収することと
   を含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
2. 電子・電気機器を破砕した屑である電子・電気機器部品屑を風力選別する風力選別工程と、
   前記風力選別工程後の軽量物を風力選別する軽量物風力選別工程と、
   前記軽量物風力選別工程で分離された重量物を、１軸のエアテーブル又は転選機を用いて比重選別及び／または形状選別することにより、電子・電気機器部品屑中のコンデンサ及びヒートシンクの少なくとも何れかを分離回収することと
   を含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
3. 請求項１に記載の風力選別工程又は請求項２に記載の軽量物風力選別工程で分離された軽量物を比重選別及び／または形状選別することを更に含む請求項１又は２に記載の電子・電気機器部品屑の処理方法。
4. 電子・電気機器を破砕した屑である電子・電気機器部品屑を篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて篩別する篩別工程と、
   前記篩別工程の篩下物を風力選別する風力選別工程と、
   前記風力選別工程で分離された軽量物を、２軸のエアテーブルを用いて比重選別及び／または形状選別することと
   を含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
5. 電子・電気機器を破砕した屑である電子・電気機器部品屑を風力選別する風力選別工程と、
   前記風力選別工程後の軽量物を風力選別する軽量物風力選別工程と、
   前記軽量物風力選別工程で分離された軽量物を、２軸のエアテーブルを用いて比重選別及び／または形状選別することと
   を含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
6. 電子・電気機器を破砕した屑である電子・電気機器部品屑を篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて篩別する篩別工程と、
   前記篩別工程の篩下物を風力選別する風力選別工程と、
   前記篩別工程の篩上物を破砕した後、破砕物を、篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて篩別することと、
   を含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
7. 前記篩別工程の篩上物を磁力選別することと、
   前記磁力選別後の非磁性物を渦電流選別すること
   を更に含むことを特徴とする請求項１、４、６のいずれか１項に記載の電子・電気機器部品屑の処理方法。
8. 電子・電気機器を破砕した屑である電子・電気機器部品屑を篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて篩別する篩別工程と、
   前記篩別工程の篩下物を風力選別する風力選別工程と、
   前記篩別工程の篩上物を磁力選別することと、
   前記磁力選別後の磁性物を風力選別することと、
   を含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
9. 電子・電気機器を破砕した屑である電子・電気機器部品屑を篩目の直径が１０～２０ｍｍの篩を用いて篩別する篩別工程と、
   前記篩別工程の篩下物を風力選別する風力選別工程と、
   前記篩別工程の篩上物を風力選別することと、
   前記風力選別で選別された重量物を比重選別及び／または形状選別し、コンデンサ及びヒートシンクの少なくともいずれかを分離回収することと、
   を含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
10. 前記コンデンサ及びヒートシンクの少なくともいずれかを分離回収することが、１軸のエアテーブル又は転選機を用いて処理されることを特徴とする請求項９に記載の電子・電気機器部品屑の処理方法。
11. 前記風力選別により選別された軽量物を２軸のエアテーブル又はピッキングにより、メタルを分離回収することを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子・電気機器部品屑の処理方法。
12. 請求項１、４、６、８、９のいずれか１項に記載の風力選別工程又は請求項２又は５に記載の軽量物風力選別工程における風量が、５～２０ｍ／ｓであることを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。