JP7123839B2 - 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。

近年の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ている。電子・電気機器部品屑には種々の部品が含まれていることが知られており、手選別による選別が最も精度が高いが、労力がかかり、現実的ではないという問題がある。そこで、種々の選別装置を用いて、電子・電気機器部品屑の中から所望の部品を効率良く選別するための装置の開発が求められている。

例えば、特開２０１７－８３３４８号公報には、鉱石の良品又は不良品を選別するための鉱石選別方法及び装置が記載されており、ベルト状搬送体上に搬送された岩石粉砕物を撮像器具により撮像し、判別装置により良品及び不良品を判別し、良品及び不良品の各移動軌跡を異ならせるように、吹付対象物に向けて空気を吹き付ける空気吹付器具を備えた鉱石選別装置の例が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載された発明は岩石粉砕物を処理対象とした選別方法であり、プラスチック等の非金属物や金属物などの様々な材質を含む電子・電気機器部品屑の選別に適した装置であるとはいえない。

一方、金属物を選別する方法としてメタルソータが知られている。メタルソータは、メタルセンサー、カラーカメラ、エアーバルブ、コンベアを備えるソータであるが、これまでは、食品業界において広く用いられていた。具体的には、作られた商品の中に異物として混入した金属物を検知してその商品を除去することが行われていた。

近年、金属物を検知できる観点から電子・電気機器部品屑等のリサイクル業界にも用いられるようになってきている。しかしながら、食品業界を主たる対象として作られたメタルソータでは処理能力が小さく、電子・電気機器部品屑等を処理するためには処理能力や選別能力に問題があった。

特開２０１７－８３３４８号公報

上記課題を鑑み、本発明は、電子・電気機器部品屑等を正確にかつ効率よく選別処理す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。

上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討したところ、メタルセンサー、カラーカメラ、エアーバルブ、コンベアを備えるソータを用いて、電子・電気機器部品屑中の金属物をメタルセンサーで検知させる際に、金属物と金属物との間に存在する非金属物を誤検知しないように、互いに隣接する金属物と金属物との間、或いは少なくとも金属物と金属物との間に非金属物が存在する金属物と金属物との間に一定の間隔を設けることにより、電子・電気機器部品屑中から合成樹脂類（プラスチック）を正確且つ効率良く分離できることを見出した。

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、メタルセンサー、カラーカメラ、エアーバルブ、コンベアを備えるソータを用いて、金属物及び非金属物を含む電子・電気機器部品屑から非金属物又は金属物を分離する電子・電気機器部品屑の処理方法であって、電子・電気機器部品屑中の金属物をメタルセンサーで検知させる際に、金属物と金属物との間に存在する非金属物を誤検知しないように、互いに隣接する金属物と金属物との間に一定の間隔を設ける電子・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、一定の間隔が、電子・電気機器部品屑の搬送方向に沿った方向のメタルセンサーの検知範囲の長さよりも大きい。

本発明は別の一側面において、メタルセンサー、カラーカメラ、エアーバルブ、コンベアを備えるソータを用いて、金属物及び非金属物を含む電子・電気機器部品屑から非金属物又は金属物を分離する電子・電気機器部品屑の処理方法であって、電子・電気機器部品屑中の金属物をメタルセンサーで検知させる際に、金属物と金属物との間に存在する非金属物を誤検知しないように、少なくとも金属物と金属物との間に非金属物が存在する金属物と金属物との間隔を、電子・電気機器部品屑の搬送方向に沿った方向のメタルセンサーの検知範囲の長さよりも大きくする電子・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更に別の一実施態様において、メタルセンサーの検知範囲の長さが、４～２００ｍｍである。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、エアーバルブの開閉速度が、０．５～４ｍｓ／回である。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、電子・電気機器部品屑の代表径が４～７０ｍｍである。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、非金属物分離後の前記電子・電気機器部品屑を製錬工程で処理する工程を更に有する。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、電子・電気機器部品屑中の金属物をメタルセンサーで検知させる前に、電子・電気機器部品屑中に含まれる粉状物を除去する。

本発明に係る電子・電気機器部品屑の処理方法は更に別の一実施態様において、電子・電気機器部品屑中の金属物をメタルセンサーで検知させる前に、電子・電気機器部品屑中に含まれる金属物と非金属物との割合を７０：３０～２０：８０となるように調整する。

本発明によれば、電子・電気機器部品屑等を正確にかつ効率よく選別処理す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。

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用いられるソータの模式図である。 メタルソータで電子・電気機器部品屑中の金属物を検知させる際に、誤検知が生じない態様を表す説明図である。 メタルソータで電子・電気機器部品屑中の金属物を検知させる際に、誤検知が生じ得る態様を表す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施の形態に係る電子・電気機器部品屑１の処理方法の処理対象としては、非金属物及び金属物を少なくとも含む原料であれば特に限定されず、例えば、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が利用できる。電子・電気機器部品屑１に含まれる非金属物としては、金属を含まない又は後述するメタルソータ１０が備えるメタルセンサー２の検知下限以下の金属量を含有するプラスチック等の合成樹脂類や基板等が挙げられる。本実施形態では、メタルセンサー２の検知下限以下の金属量を含有する基板を、一般的な金属を含有する基板と分けて、「樹脂扱い基板」と称する。

メタルセンサー２の検知下限は、メタルセンサー２の感度、或いは合成樹脂類等に含有する金属の位置（表面・内部）等によって異なる。感度を高くすると、非金属物へ混入する有価金属量は抑えられるが、分離対象とする非金属物量が減少する可能性がある。一方、感度を低くすると、分離対象である非金属物量は増加するが、非金属物へ混入する有価金属量も増加する可能性がある。

金属物としては、配線やリードなどの金属を表面又は内部に含む基板、ＩＣ等のパーツ、線屑等が挙げられる。

電子・電気機器部品屑１は、回収された後に適当な大きさに破砕されたものであることが好ましい。本発明では、電子・電気機器部品屑１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。原料の形状は特に限定されず、様々な形状を有し得る。例えば、線状、板状、筒状、柱状、方形状、不規則な塊状等の立体形状物を含むことができる。

破砕方法として、特定の装置には限定されず、せん断方式でも衝撃方式でもよいが、できる限り、部品の形状を損なわない破砕が望ましい。従って、細かく粉砕することを目的とする粉砕機のカテゴリーに属する装置は含まれない。

本実施形態に係る電子・電気機器部品屑１の原料を予め粗破砕することにより、基板、線屑、ＩＣやコネクタ等のパーツ、メタル、筐体などに使われている合成樹脂類（プラスチック）等の形態で単体分離しておくことが好ましい。これにより、後述するメタルソータ１０による特定の単体部品の選別がより容易になる。

本実施形態では、電子・電気機器部品屑１は、最大直径１００ｍｍ以下程度、さらには５０ｍｍ以下程度に破砕されているものが好ましく、代表径が４～７０ｍｍ程度、或いは４～５０ｍｍ程度であるのが好ましい。「代表径」とは、電子・電気機器部品屑１の中から任意の１００点を抽出し、抽出した電子・電気機器部品屑１の長径の平均値を算出し、これを５回繰り返した場合の５回の平均値を表す。

－メタルソータ１０－
図１は、本発明の実施の形態に係るメタルソータの一例を示す概略図である。本実施形態では、例えば図１に示すメタルソータ１０を用いて、金属物１ａ₁、１ａ₂及び非金属物１ｂを少なくとも含む電子・電気機器部品屑１から非金属物１ｂ又は金属物１ａ₁、１ａ₂を分離することができる。なお、図１は単なる例示であり、各部材の位置及び各部材間の位置関係等は図１の例に限定されないことは勿論である。

メタルソータ１０は、メタルセンサー２、カラーカメラ３、エアーバルブ４、コンベア５を備える。カラーカメラ３の近傍には、カラーカメラ３の撮像視野を照らすためのカラーカメラ照明８が備えられている。コンベア５を挟んでメタルセンサー２に対向する位置には、検知効率をより向上させるための近赤外線センサー６を更に備えていてもよい。

メタルソータ１０が備えるメタルセンサー２がコンベア５上にある金属物１ａ₁、１ａ₂を検知する。その後、コンベア５が金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂを搬送・放出し、メタルセンサー２の搬送方向下流側に配置されたカラーカメラ３が、金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂの落下軌跡上におけるカラーカメラ３による光学検出位置に対してカラーカメラ照明８から照射された光が金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂに当たり、反射した光を受光する。その直後、メタルセンサー２が認識した金属物１ａ₁、１ａ₂が存在しないエリアの情報と、カラーカメラが検知した金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂが存在する位置情報を組み合わせることにより、図示しないメタルソータ１０の判別手段が非金属物１ｂの位置を判別する。そして、非金属物１ｂの判別情報に基づいて、カラーカメラ３の光学検出位置よりも下流側に配置されたエアーバルブ４が非金属物１ｂに空気を吹き付けて非金属物１ｂを撃ち落とすことにより、非金属物１ｂと金属物１ａ₁、１ａ₂とがそれぞれ別の選別容器７内に収容されるようにする。なお、エアーバルブ４が非金属物１ｂではなく、金属物１ａ₁、１ａ₂に空気を吹き付けて、金属物１ａ₁、１ａ₂を撃ち落としてもよい。

メタルセンサー２としては、金属を検知するための汎用のセンサーが採用できる。例えば、電磁誘導を利用して金属を検知するセンサーが好適に利用可能である。具体的には、１又は複数の電磁誘導コイル（図示せず）を備えるメタルセンサー２を利用することができ、電磁誘導コイルの大きさによってメタルセンサー２の検知範囲を変更することができる。

図２に、メタルセンサー２の検知範囲と電子・電気機器部品屑１の位置関係を表す模式図を示す。メタルセンサー２の検知範囲は、コンベア５の幅（紙面上下方向）と等しい幅を有し、コンベア５の移動方向、即ち、電子・電気機器部品屑１の搬送方向に沿って長さＬを有する。

電子・電気機器部品屑１中に含まれる金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂとの選別においては、図２に示すように、金属物１ａ₁と、金属物１ａ₁との間に非金属物１ｂが存在する場合に、金属物１ａ₁、１ａ₂の間に挟まれた非金属物１ｂが非金属物１ｂとして認識されず、エアーバルブ４によって撃ち落とされない場合がある。その原因としては、互いに隣接する金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との距離が近すぎる場合には、金属物１ａ₁と金属物１ａ₂とが一つの金属物として認識されるため、金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との間にある非金属物１ｂが非金属物１ｂとして認識されていないためである。なお、エアーバルブ４が金属を打ち落とす場合には、非金属物１ｂは金属物と認識されて撃ち落とされてしまう可能性がある。

本実施形態では、電子・電気機器部品屑１中の金属物１ａ₁、１ａ₂をメタルセンサー２で検知させる際に、互いに隣接する金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との間に存在する非金属物１ｂを誤検知しないように、互いに隣接する金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との間に一定の間隔ｄ（最短距離）を少なくとも設けることが好ましい。

具体的には、図２に示すように、電子・電気機器部品屑１中の金属物１ａ₁、１ａ₂をメタルセンサー２で検知させる際に、少なくとも金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との間に非金属物１ｂを挟んだ状態になっている金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との距離ｄが、メタルセンサーの検知範囲の長さＬよりも大きくなるように金属物１ａ₁、１ａ₂の位置を調整することが好ましい。これにより、メタルセンサー２が金属物１ａ₁と金属物１ａ₂とをそれぞれ別個の金属物１ａ₁、１ａ₂として認識することができるため、メタルセンサー２による誤検知を抑制でき、金属物１ａ₁、１ａ₂間に存在する非金属物１ｂの分離効率をより向上させることができる。なお、金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との間に非金属物１ｂが存在しないものについても金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との間に、具体的にはメタルセンサーの検出範囲の長さＬよりも大きくなるように、一定の間隔を設けることで、金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂとの選別効率を向上させることができる。

一方、図３に示すような、金属物１ａ₁と金属物１ａ₂との間の距離ｄがメタルセンサー２の検知範囲の長さＬ以下である場合には、メタルセンサー２が非金属物１ｂ及び金属物１ａ₁、１ａ₂を全体で一つの金属物Ｍとして認識する場合があるため、非金属物１ｂが異物として認識されず、非金属物１ｂを分離できない場合がある。

メタルセンサー２の検知範囲の長さＬについては、装置に帰属するものであり、特に限定するものではないが、本発明が対象とする電子・電気機器部品屑は、５０ｍｍ以下であることから、４ｍｍ～２００ｍｍであることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ～６０ｍｍである。エアーバルブ４は非金属物が流れている間はエアーを照射し続けるため、電子・電気機器部品屑中の非金属物の大きさに対して長さＬが同程度ではエアーの照射回数は比較的少ないが、長さＬが小さ過ぎるとエアーの照射回数は非常に多くなり、運転中にエアー不足が生じる場合があるため、エアー不足を防ぐためにコンプレッサの能力を大きくする必要がある。そのため、長さＬは電子・電気機器部品屑中の非金属物の大きさに合わせて選定することが好ましい。

金属物１ａ₁、１ａ₂及び非金属物１ｂをメタルセンサー２の誤検知を抑制できる程度に離間させるためには、コンベア５に振動を与えることなどによって、金属物１ａ₁、１ａ₂及び非金属物１ｂをコンベア５で予め分散させることが好ましい。

なお、コンベア５の供給速度は３ｍ／ｓの固定式を用いたが、変動式でもよい。たとえば、１～５ｍ／ｓの間で状況に応じて可変とすることが可能である。

なお、メタルセンサー２によって正しく金属物１ａ₁、１ａ₂を検知でき、カラーカメラ３で非金属物１ｂの位置情報を正しく認識できたとしても、エアーバルブ４の開閉速度が適切に調整されていない場合には、非金属物１ｂを適切な位置へ撃ち落とすことが困難になる。

本実施形態においては、エアーバルブ４の開閉速度を０．５～４ｍｓ／回とすることが好ましく、より好ましくは２～４ｍｓ／回である。

本発明の実施の形態に係る電子・電気機器部品屑１の処理方法によれば、メタルソータ１０により、表面又は内部に配線やリードなどの金属成分を多く含有する有価金属扱い基板を含む金属物１ａ₁、１ａ₂と、表面又は内部に金属を含まないか又は微量に含む樹脂扱い基板を含む非金属物１ｂとを効率良く選別することができる。

選別された金属物１ａ₁、１ａ₂中には銅、貴金属等の有価金属を含む基板が濃縮されるため、金属物１ａ₁、１ａ₂を含む選別物を製錬工程において処理対象物として処理することで、有価金属の回収効率を向上させることができる。一方、非金属物１ｂとして分離された分離物には、製錬阻害物質であるＳｂを含む樹脂扱い基板などが含まれるため、製錬工程において処理の阻害となる物質が製錬工程へ混入することを抑制でき、製錬工程における処理効率も向上する。

（前処理）
電子・電気機器部品屑１は、本実施形態に係るメタルソータ１０で処理する前に、所定の前処理を行うことで、更に、電子・電気機器部品屑１中の金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂとの選別効率を向上させることができる。例えば、電子・電気機器部品屑１中の金属物１ａ₁、１ａ₂をメタルセンサー２で検知させる前に、電子・電気機器部品屑１中に含まれる金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂとの割合を７０：３０～２０：８０とするように調整することにより、金属物１ａ₁、１ａ₂と非金属物１ｂとの選別効率を向上させることができる。

また、電子・電気機器部品屑１中の金属物１ａ₁、１ａ₂をメタルセンサー２で検知させる前に、電子・電気機器部品屑１中に含まれる粉状物を除去する工程を含むことで、選別処理時の粉状物の舞い上がりを抑制することができる。これにより、処理対象物の位置をカラーカメラ３で観察する際に処理対象を観察しやすくすることができ、選別効率が高まる。

前処理としては、例えば、電子・電気機器部品屑１をメタルソータ１０で処理する前に、電子・電気機器部品屑１に対して風力選別を実施し、風力選別において選別された軽量物を本実施形態の処理対象とすることができる。

電子・電気機器部品屑１中に含まれる材料によって異なるが、風力選別は少なくとも２段階で行うことが好ましい。電子・電気機器部品屑１から基板やＩＣ等の貴金属含有物とＦｅ、Ａｌ等を含むメタルとを分離する場合には風量を１０～１８ｍ／ｓ、更には１５～１８ｍ／ｓとするのが好ましい。コンデンサの濃縮やメタルの分率を向上させるためには最適風速を５～１５ｍ/ｓ、更には８～１２ｍ／ｓとするのが好ましい。上述のメタルソータ１０が備えるカラーカメラ又は近赤外線センサーの誤検知に影響するフィルム、粉状物等を予め分離する場合には、風速を５～８ｍ／ｓ、更には６～７ｍ／ｓとするのが好ましい。

１…電子・電気機器部品屑
１ｂ…非金属物
１ａ₁、１ａ₂…金属物
２…メタルセンサー
３…カラーカメラ
４…エアーバルブ
５…コンベア
６…近赤外線センサー
７…選別容器
８…カラーカメラ照明
１０…メタルソータ

Claims (7)

1. メタルセンサー、カラーカメラ、エアーバルブ、コンベアを備えるソータを用いて、金属物及び非金属物を含む電子・電気機器部品屑から非金属物又は金属物を分離する電子・電気機器部品屑の処理方法であって、
   前記電子・電気機器部品屑中の前記金属物をメタルセンサーで検知させる際に、前記金属物と前記金属物との間に前記非金属物が存在し、且つ前記金属物と前記金属物との距離が一定の間隔未満である場合に、前記非金属物を誤検知しないように、少なくとも前記金属物と前記金属物との間に前記非金属物が存在する前記金属物と前記金属物との間隔を、前記電子・電気機器部品屑の搬送方向に沿った方向の前記メタルセンサーの検知範囲の長さよりも大きくすることを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
2. 前記メタルセンサーの検知範囲の長さが、４～２００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子・電気機器部品屑の処理方法。
3. 前記エアーバルブの開閉速度が、０．５～４ｍｓ／回であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子・電気機器部品屑の処理方法。
4. 前記電子・電気機器部品屑の代表径が４～７０ｍｍであることを特徴とする請求項１～３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。
5. 前記非金属物分離後の前記電子・電気機器部品屑を製錬工程で処理する工程を更に有する請求項１～４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。
6. 前記電子・電気機器部品屑中の金属物を前記メタルセンサーで検知させる前に、前記電子・電気機器部品屑中に含まれる粉状物を除去する工程を更に含む請求項１～５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。
7. 前記電子・電気機器部品屑中の金属物を前記メタルセンサーで検知させる前に、前記電子・電気機器部品屑中に含まれる金属物と非金属物との割合を７０：３０～２０：８０となるように調整することを含む請求項１～６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。

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