JPH08134556A

JPH08134556A - 金属含有廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JPH08134556A
Application number: JP29202994A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yokoyama; 芳昭横山
Original assignee: OGIHARA KK; Nissei Kogyo KK
Current assignee: OGIHARA KK; Nissei Kogyo KK
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】空缶等の金属含有廃棄物から複数金属を高純
度で回収することのできる処理方法。【構成】金属含有廃棄物を粒子径１〜５０メッシュに
粉砕し、粉砕物から金属含有粒子を分離回収し、該金属
含有粒子を真空加熱炉内に導入し、炉内を吸引排気しな
がら予備加熱を行い、ついで真空吸引を続けながら炉内
の温度を段階的に上昇させ、各温度段階で発生する金属
及び非金属物質の蒸気を凝縮及び吸着手段によって回収
し、又、溶出する金属は溶融物として回収することを特
徴とする金属含有廃棄物の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空缶から家電製品、自
動車、電気集塵機の粉塵、製鉄スラグ，スラッジ等に至
る各種の廃棄物から、そこに含まれる金属成分を回収す
るために適した金属含有廃棄物の処理方法に関する。よ
り詳細には、本発明は空缶、電池、各種家電製品、自動
車、自転車等の有用な金属を含有する廃棄物を真空加熱
処理して金属成分及び各種化合物（ハロゲン化物、酸化
物等）を回収する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】急速な技術の進歩に伴って新しい機種が
次々と市場に投入されている家電製品、電気機器、電子
装置、自動車等の分野における使用済み又は旧式化した
機種等の廃棄物や、飲食品分野における使用済み物流容
器としての空缶等の廃棄物の量の飛躍的な増加から、こ
れら廃棄物の最終処分場の限界がクローズアップされ、
その再資源化は単に投棄処理場問題のみならず、地球資
源的観点からも重要な課題となってきている。

【０００３】従来、金、白金、レアメタルのようにきわ
めて高価な金属類の回収は行われているが、より低価格
の金属類については、安価に供給されてくるバージン材
料との価格の競合が不可避であり、したがって、比較的
に割高となる産業廃棄物からの再生材料の回収処理は、
再生材料の価格動向に左右され、定常的な回収処理が困
難な現状になることから、高効率、低コストの回収処理
技術の確立が待望されている。

【０００４】現在、空缶の再資源化処理についてみる
と、通常、集缶された空缶はフラットナーで平たくプレ
スされた後、アルミ缶部分とスチール缶部分とに自動分
別され、アルミ缶部分はそのまま電炉メーカーへ送ら
れ、スチール缶については、その缶蓋部分を構成するア
ルミとの分離を行う処理工程に送られ、そこでプレスス
チール缶はシュレッダーで破砕され、ロータリーキルン
中で缶塗料が焼かれ、ついでアルミ部分が溶解除去（回
収）され残るスチール部分はペレット状に成形されて高
炉メーカー等へ納入されている。

【０００５】しかし、この回収方法の場合、ロータリー
キルンでの塗料燃焼処理工程が７００℃程度のいわゆる
酸化炉であるため、鉄やアルミニウムの酸化が進行し、
金属単体としての鉄やアルミニウムの回収率が低下する
ことは避けられないし、また、回収された鉄には缶に施
されているメッキ等に由来する錫や、場合によっては他
の金属成分が残存するために商品価値の低いものとなら
ざるを得ない。同様に、廃棄された家電製品をはじめと
する各種産業廃棄物からの金属成分の回収処理方法も、
基本的には有機物成分の燃焼除去と金属成分間の融点の
差による溶融分離であるため、金属成分の酸化物として
の損失が生起することが避けられず、特定の金属成分の
みを高純度で得ることは困難であるし、酸化物やハロゲ
ン化物等の各種化合物についても各単独で回収すること
はできない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、有用な金属
成分を多量に含有する各種廃棄物から、単純な処理工程
に従って各種の金属成分を高純度、かつ高収量で回収す
ることのできる廃棄物処理方法を提供することを目的と
するものである。また、同時に金属の酸化物やハロゲン
化物等の化合物類も分離回収することを目的とするもの
である。より詳細には、本発明は、種々の金属を含有す
る各種廃棄物のいずれにも適用でき、高収量で高純度の
金属成分を各単独で回収することのできる真空加熱処理
方法を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、基本的には、真空下に密閉加熱炉内で各種
金属含有廃棄物を加熱して段階的に炉内温度を上昇せし
め、蒸気圧の差によって各温度段階毎に蒸発してくる金
属成分、金属化合物等を真空吸引捕集すると共に、各温
度段毎に溶融する成分を分別捕集することからなる処理
方法に関するものである。また、本発明は、金属含有廃
棄物を粒子径１〜５０メッシュに粉砕し、粉砕物から比
重分離、磁気分離等によって金属含有粒子を回収し、該
金属含有粒子を真空加熱炉内に導入し、炉内を吸引排気
しながら予備加熱し、ついで炉内温度を段階的に上昇さ
せ、各温度段階毎に発生する金属、金属化合物、非金属
化合物等の蒸気、ガスを真空吸引によって凝縮器及び吸
着器によって捕集して回収し、溶出する金属成分は最終
的に溶融物として採取することを特徴とする金属含有廃
棄物の処理方法に関するものである。

【０００８】また、本発明は、上記の真空加熱処理方法
を１〜５０メッシュの範囲の粒子に破砕した廃棄物粒子
から、粒子径の範囲が±５０％にある任意の区分を取り
出して真空加熱処理を行うことを特徴とする上記金属含
有廃棄物の処理方法に関するものである。

【０００９】また、本発明は、上記の真空加熱処理方法
を、真空排気ポンプを備えた予熱室、該予熱室に気密に
接続されており、それぞれが金属蒸気凝縮器、非金属蒸
気吸着器と、該凝縮器及び吸着器を介して炉内発生蒸気
を真空吸引するための真空ポンプとを備え、かつ、溶融
物採取機構を備えており、該予熱室に接続されている真
空加熱炉に後続して直列に接続されている複数の真空加
熱炉を有し、該真空加熱炉の最后の加熱炉には、冷却用
非酸化性ガス供給機構を備えた冷却室が接続されて構成
されている真空加熱処理装置を用いて行うことを特徴と
する金属含有廃棄物の処理方法に関するものである。

【００１０】本発明で処理することのできる金属廃棄物
には、特に制限はない。物流用容器として使用済みの空
缶類、各種電気機器から回収されるプリント配線基板等
の部品類、自動車の廃部品類、電池類、パチンコ台のよ
うな各種遊戯用機械類等の他、高炉スラグ，電気集塵機
の粉塵のような金属含有廃棄物はどのようなものでも処
理することができる。これらの廃棄物類は、回収された
状態のままでも処理は可能である。しかし、任意の方
法、例えば粉砕、比重分離、磁気分離等、通常の非金属
材料の除去方法を適用して非金属成分、即ち木材やプラ
スチック類をできる限り除去し、選別した状態で炉内装
入物とすることが好ましい。このような破砕処理を伴う
選別を行うことにより、炉内への被処理廃棄物の装入量
を増加することができるし、また、炉内における加熱時
間を短縮することの効果もある。

【００１１】さらに、被処理廃棄物の破砕と選別処理に
当っては、最終的に炉内に供給される被処理廃棄物の粒
子の大きさは１メッシュ以下とすることが好ましい。１
メッシュ以下の粒子とすると、粒子面に凹部、すなわち
窪み部分が形成されず、したがって炉内で加熱処理され
た際に溶融物として回収される成分が被処理廃棄材中に
滞留することがなく、速やかに流下して完全に回収され
るので処理時間の短縮に寄与するのみならず、引き続く
温度段階で回収される金属成分に混入して該金属成分の
純度を低下させる事態を引き起すこともない利点を有す
る。上記の観点から、被処理物を破砕する際には通常１
メッシュ〜５０メッシュ程度の粒子とする。１メッシュ
以上では溶融物の滞留原因となる凹部を有する粒子が存
在して好ましくないし、５０メッシュ以下に破砕しても
それ以上の効率向上は望めず、コスト面から不利であ
る。

【００１２】また、金属含有廃棄物は１メッシュ〜５０
メッシュに粉砕された後、さらに篩分けによって粒径が
一定の範囲にある粒子混合物の区分毎に分けられること
が好ましく、特に主たる粒子と、その粒径の±５０％以
内の粒径を有する粒子との混合物からなる区分毎に分け
て処理することが最も好ましい。上記粒径範囲の区分毎
に分けることによって、加熱処理時における処理むらが
なく、各粒子に均一な処理を施こすことができ、最終的
に残存する、例えば鉄等の高蒸気圧成分（非溶融成分）
からなる製品の粒度が揃い、商品としての付加価値が向
上する。さらに、炉内装入物となる目的金属含有粒子と
該金属を含有しない粒子との事前分離においても、比重
分離や磁気分離が高精度で達成されることからも望まし
い。

【００１３】

【作用】上記した本発明の廃棄物の処理方法は、装置に
導入された廃棄物を、段階的に上昇させる加熱処理操作
を採用しているので、各温度段階毎に蒸発成分を分別捕
集し、各温度段階で溶出する金属成分も採取することが
できることから、多品種、多成分含有廃棄物を分別する
ことなく一括処理しても各廃棄物に含まれる有用な金属
成分などを各成分毎に正確に分別回収することができ
る。

【００１４】また、被処理廃棄物を１メッシュ以下に粉
砕処理することによって各温度段階における溶融成分の
被処理物層からの溶出が均一かつ速やかに完遂されるこ
とから各段階で溶融成分及び蒸発として得られる金属成
分は純度が高い。さらに、本発明における真空加熱処理
は、非酸化性雰囲気で行われるため、廃棄物中に含まれ
る金属成分をそのまま金属単体の状態で回収することを
可能としている。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明の廃棄物の処理方法の実施例
を説明するが、本発明はこれらの実施例の方法に限定さ
れるものではない。図１は、本発明の廃棄物の処理方法
を実施することのできる加熱処理装置の一例を示す概略
図である。図中、符号１は廃棄物収納治具であり任意の
移送手段によって各加熱炉間を移動することができる。
符号２は予熱室兼排気室であり、３〜５は真空加熱処理
室であり、６は冷却室である。また７は高温非酸化性ガ
ス貯蔵槽、８は冷却用非酸化性ガス供給源、９は還元性
ガス供給源、１０〜１２は金属蒸気の凝縮器、１３〜１
５は非金属成分の吸着器、１６〜１９、２１は真空ポン
プ、２０、２２及び２３は送風ポンプ、２４〜３２はバ
ルブをそれぞれ示している。なお、２０及び２２は、冷
却用ガス及び還元ガス源が加圧ガスである場合には、必
ずしも必要ではない。

【００１６】ビール缶、ジュース缶、菓子缶等のスチー
ル製，アルミ製の各種空缶を一緒にフラットナーにより
平板状にプレスし、クラッシャーに送って１メッシュ以
下に粉砕した後、篩にかけて５〜１５メッシュの粒子の
区分を取り出し、廃棄物１として処理した。廃棄物１
は、高温非酸化性ガス貯蔵槽７にパイプで接続されてい
る予熱室２、該予熱室に直列に、気密に連結されていて
凝縮器１０〜１２及びガス吸着装置１３〜１５、バルブ
２５〜２７を介して真空ポンプ１７〜１９にパイプで接
続されている、気密に連結されている複数の真空加熱蒸
発室３〜５、該真空加熱蒸発室に連結され、かつ冷却用
の非酸化性ガス供給源８及び高温非酸化性ガス貯蔵槽７
のそれぞれにパイプで接続されている冷却室６からなる
複数の気密に連結されている処理室を使用して処理され
る。

【００１７】廃棄物１は、被処理廃棄物治具の収納部に
収容され、加圧プッシャー又は自走ローラーに乗せられ
て予熱室２（又は排気室）から一連の処理室よりなる装
置内に入り、順次各処理室を移動し、最終冷却室６を経
て処理装置外へ排出される。廃棄物を収容した治具が予
熱室２に入り、入口側の扉が閉鎖され予熱室が密閉され
ると、真空ポンプ１６が作動して加熱されている予熱室
２内は減圧排気され、廃棄物周囲が非酸化性状態とな
り、廃棄物はたとえば約５０℃〜１００℃の温度に予熱
される。この予熱室は、廃棄物に多量の水分や油分等が
含まれる場合には加熱が必要であるが、通常の乾燥物を
処理する場合には加熱せず、単に内部空気を排出する排
気室として利用してもよい。

【００１８】廃棄物の導入量が多く、全体を短時間で均
一に予熱することが困難な場合には、予熱用の非酸化性
ガスが貯蔵槽７からポンプによって圧送され、予熱室内
は非酸化性ガスによる加圧状態で攪拌ファンによる攪拌
を行いながら予熱され、予熱処理の完了にともなって真
空ポンプ１６が作動し、予熱室内の非酸化性ガスは排出
され、炉内は真空状態とされる。この段階で大部分の水
分は排出される。

【００１９】ついで治具は、予熱室側の出口からでて、
予熱室と気密に接続されていてすでに高温、真空状態
（２５０℃、５×１０^-2〜１×１０^-3Ｔｏｒｒ）にある
第一真空加熱処理室３に入り、第一真空加熱処理室の入
口扉を閉鎖して加熱が続行され、真空ポンプ１７により
第一真空加熱処理室内に発生した蒸気やガスが凝縮器１
０、ガス吸着器１３及びバルブ２５を通って吸引され
る。通常、第一真空加熱処理室から凝縮器に至るパイプ
は、以後の各真空加熱処理室から凝縮器に至るパイプと
同様にヒーター加熱されている。第一真空加熱処理室３
に備えられている凝縮器１０は、本実施例では開放され
有機物の分解ガスを主成分とするガス通路となり、該ガ
スは後続する吸着器１３に捕集される。捕集されるガス
には主として塗料の分解によって生成する有機成分やＣ
Ｏ₂等が含まれる。

【００２０】第一真空加熱処理室の蒸気発生が完了する
と、治具は第一真空加熱処理室と気密に接続されている
高温、真空状態（６６０℃〜７５０℃；５×１０^-3Ｔｏ
ｒｒ）にある第二真空加熱処理室４に送られる。第二真
空加熱処理室が密閉され、加熱により廃棄物の温度が設
定温度にまで上昇され、この間、バルブ２６が開き、真
空ポンプ１８により第二真空加熱処理室で発生した蒸気
やガスが連続的に凝縮器１１及びガス吸着器１４で捕集
される。廃棄物中に塩化鉛や塩化亜鉛等が存在すれば、
この段階で蒸気として凝縮器１１に捕集されるが、本実
施例では、これらの成分は廃棄物中にほとんど含まれて
いないので、凝縮器での回収成分はほとんどない。吸着
器１４には僅かなプラスチック分解生成物が捕集され
る。また、この第二真空加熱処理室下方に予じめ設置さ
れている溶融物受皿にはアルミニウムが溶出して回収さ
れる。

【００２１】第二真空加熱処理室での蒸気発生が完了す
ると、治具は第二真空加熱処理室と気密状態に接続され
ている高温、真空状態（７５０℃〜９００℃；５×１０
^-2〜１×１０^-3Ｔｏｒｒ）にある第三真空加熱処理室５
に送られる。第三真空加熱処理室が密閉され、バルブ２
７が開き、加熱により廃棄物の温度が設定温度となるま
で真空ポンプ１９により第三真空加熱処理室で発生した
蒸気やガスが吸引され凝縮器１２及びガス吸着器１５で
捕集される。この段階での凝縮器１２には各種の金属化
合物が回収されるが、本実施例ではその量は少ない。

【００２２】該第三真空加熱処理室での蒸発成分の捕集
は、必要ならば、還元ガス源９から供給される水素ガス
等の還元性ガスによる加熱還元処理後にさらに真空加熱
して蒸発成分の捕集を行うこともできる。前記したよう
に、このような還元処理を採用すると、金属化合物、た
とえば酸化物などが金属単体に還元されて蒸発回収され
る。しかし、本実施例においては特に必要ではないので
実施していない。この第三真空加熱処理室での加熱処
理は最終加熱処理であり、温度は最終的に主たる回収目
的金属成分である鉄以外の成分の沸点を越えた１０００
℃ないしはそれより僅かに高温に設定される。この温度
では、存在すれば、少量の銅が溶融状態となり、受け皿
部分に表面部分がカーボンで被覆されている粒状物とし
て滴下し回収される。しかし、本実施例では、銅は廃棄
物中にほとんど存在していないので回収されていない。

【００２３】第三真空加熱処理室５で廃棄物中に含まれ
ている鉄以外の金属成分の除去・回収は完了し、残留物
はプラスチック等の有機物が分解炭化したカーボンに被
覆された状態の鉄成分である。この第三真空加熱処理室
での処理を受けた後、非蒸発、非溶融物として残留する
鉄成分（粒子）は、特別な還元処理を施していないにも
拘らず、美麗な金属光沢面を有しており、酸化物やその
他の化合物被膜は存在していない。表面被覆酸化物等が
この段階でカーボンの存在や高真空条件下での処理によ
って還元されることによるものである。このことは、か
かる高真空下での本発明の処理方法が、粉塵やスラグ中
の酸化金属からの金属成分の回収にも利用できることを
示している。この残留成分を収納した治具は、ついで該
処理室５を出て冷却室６に送られ、ここで貯蔵槽８から
送られる窒素ガスで冷却され、加熱された窒素ガスは貯
蔵槽７へ送られて引き続いて処理される廃棄物粒子を予
熱するために予熱室２に送られて再利用される。

【００２４】冷却された残留物は、他の金属成分をほと
んど含まない鉄が粒子状で僅かなカーボンと共に存在す
る。冷却された残留物は、僅かなカーボンが付着してい
るので任意の研磨方法で該カーボンを除去した後か、場
合によってはそのままの状態で鋳物用原料や電気炉装入
材料として使用される。

【００２５】以上の実施例では、含有金属成分の種類が
比較的に少ない空缶類に限って処理例を説明したが、本
発明の処理方法は上記実施例に説明した処理操作を基本
的に踏襲し、必要に応じて加熱処理炉を増設しきめの細
かい温度条件を設定することにより、より多種類の金属
成分を含有する廃棄物の処理方法として適用できるし、
逆に、より少ない限られた品種の廃棄物の処理方法とし
て適用する場合には、加熱処理炉の数を削減して実施す
ることができるし、場合によっては例えば、本出願人ら
の出願に係る特開平４−２２５８７６号公報及び特開平
６−９９１５３号公報等に第１図として記載されている
ような単一加熱炉によって行うことも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上、説明したところから明らかなよう
に、本発明の処理方法に従えば、各種の金属成分を含む
廃棄物から、基本的には真空加熱という単一の処理操作
に従って高純度の鉄やアルミニウム資源が回収できるの
みならず、同時製品価格の高い他金属も高純度で回収可
能であることから、鉄やアルミニウムの再資源化処理の
ための付加価値の高いプロセスを提供し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用される複数の処理室を有す
る真空加熱処理装置の概略図を示す。

【符号の説明】

１：廃棄物、２：予熱室、３、４、５：真空加熱蒸発
室、６：冷却室、７：予熱ガス貯蔵槽、８：非酸化性ガ
ス供給源、９：還元性ガス供給源、１０、１１、１２：
凝縮器、１３、１４、１５：ガス吸着器、１６、１７、
１８、１９、２１：真空ポンプ、２０、２２、２３：送
風ポンプ、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３
０、３１、３２：バルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山芳昭埼玉県鴻巣市赤見台１丁目13番２−106号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属含有廃棄物を粒子径１〜５０メッシ
ュに粉砕し、粉砕物から金属含有粒子を分離回収し、該
金属含有粒子を真空加熱炉内に導入し、炉内を吸引排気
しながら予備加熱を行い、ついで真空吸引を続けながら
炉内の温度を段階的に上昇させ、各温度段階で発生する
金属及び非金属物質の蒸気を凝縮及び吸着手段によって
回収し、溶出する金属は溶融物として回収することを特
徴とする金属含有廃棄物の処理方法。
【請求項２】前記金属含有粒子は、粒子径１〜５０メ
ッシュの範囲内で、粒子径が主たる粒子の粒径の±５０
％以内にある粒子の混合物からなる区分として真空加熱
炉内に供給されることを特徴とする請求項１記載の金属
含有廃棄物の処理方法。
【請求項３】前記真空加熱処理は、真空ポンプを備え
た予熱室、該予熱室に気密に直列に連結されており、そ
れぞれが順次金属蒸気凝縮器、非金属ガス吸着器を介し
て真空ポンプに接続されておりかつ溶融物採取機構を備
えていて予熱室に続く真空蒸発室から順次、段階的に高
温度に炉内温度が設定されている複数の気密に連結され
ている真空蒸発室とを備え、該真空蒸発室の最後の蒸発
室には、冷却用の非酸化性ガス供給装置、高温の非酸化
性ガス貯蔵装置のそれぞれに接続されている冷却室が気
密に連結されていることを特徴とする請求項１又は２記
載の金属含有廃棄物の処理方法。
【請求項４】前記金属含有廃棄物は各種の空缶からな
ることを特徴とする請求項１〜３項のいずれか１項に記
載の金属含有廃棄物の処理方法。