JPH0852449A - 廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、大量の廃棄物から再利用可能な金属
材料を素材別に回収して、少ない資源の有効利用を図れ
るようにすることを目的とする。 【構成】鉄系、非鉄系の金属が混在する破砕された廃棄
物を磁気選別機１０により磁気選別して磁性体からなる
鉄系の金属を分別した後、より強力な磁力を発生させる
ステンレス選別機２３にかけて弱磁性体たるステンレス
を分別し、次いで渦電流選別機１１にかけて非鉄金属を
選別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物の処理方法に係
り、特に廃棄家電品からの有価物の回収に好適な廃棄物
の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大形廃棄物の処理は、そのまま埋
立てる、若しくは破砕、焼却して埋め立てる方法が多く
行われている。そのまま埋立てる方法は埋立て地不足の
問題があり、焼却についても炭酸ガスの発生による地球
の温暖化が問題である。特開昭５０−１５６７５４号公
報に記載のように、本質的に金属を多く含むスクラップ
等から金属を回収することは一部行われているが、金属
を素材別に回収する有効な手立ては未だ報告されていな
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、大形
廃棄物を破砕、焼却して減容化の後埋め立てる方法では
焼却によって生ずる炭酸ガスの発生による地球の温室効
果が問題になるとともに、塩化ビニール系のプラスチッ
クの燃焼は焼却炉の損傷が激しいことなどの問題があ
る。また、金属を再利用するには純度良く回収するべき
であるが、廃家電品窓は一般に複数種類の金属材料が混
用されているから素材別の分離は容易でない。

【０００４】本発明はこれらの問題を除去し、大量の廃
棄物から再利用可能な金属材料を素材別に回収して、少
ない資源の有効利用を図れるようにすることを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の廃棄物の処理方
法は、鉄系、非鉄系の金属が混在する破砕された廃棄物
を磁気選別して磁性体からなる鉄系の金属を分別した
後、より強力な磁力を発生させて弱磁性体たるステンレ
スを分別し、次いで非鉄金属を選別するようにしたこと
を特徴とし、特に非鉄金属の選別は渦電流選別によるこ
とが有効である。

【０００６】

【作用】以上の構成により、第１段目の磁気選別によっ
て磁性体からなる鉄系の金属が選別され、次いで第２段
目の強力磁気選別によって弱磁性体たるステンレスを選
別し、そして残りから渦電流選別によって非鉄系の金属
を回収することになる。尚、これでも残ったものからは
後段においてプラスチック選別等を行うことが有効であ
る。すなわち本発明を用いた金属分別装置は、磁気選別
機と渦電流選別機の間にこの磁気選別機よりも磁力を大
きくしたステンレス選別機を設けたことが特徴となり、
こうして、金属、非金属の分別の他にステンレスの分別
が可能となる。尚、渦電流選別機の後段に、非鉄金属同
士を種類分けする比重選別機を分岐して設けることも有
効である。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。図１は、本発明を用いた廃棄物処理装置の１例に係
る全体構成を示す図である。図１において、１は廃棄物
を概ね種類別に分けて貯蔵するストックヤード、２はス
トックヤード１から前処理装置３に廃棄物を供給する供
給装置、３は前処理装置で、冷媒回収手段４、大形硝子
取り出し手段５、金属塊分別手段６からなる。７は一段
乃至二段の破砕機からなる破砕装置、８は軽量物分別装
置、９が本発明に係る金属分別装置である。金属分別装
置９は、本例においては磁気選別機１０、渦電流選別機
１１及び両者間のステンレス選別機２３、更に加えて渦
電流選別機１１後段の比重選別機２４、また金属分別装
置９とプラスチック分別装置１２の間の静電分離装置２
５が設けられている。

【０００８】１２はプラスチック分別装置で、これは冷
却装置１３、破砕機１４、篩い選別機１５、及び比重選
別機２６からなる。また１６は金属塊を破砕する冷凍破
砕装置で、冷却装置１７、破砕機１８からなり、１９は
発泡剤回収装置で、発泡整形材を粉砕する粉砕機２０、
発泡剤と樹脂の分離装置２１と発泡剤冷却装置２２から
構成される。

【０００９】収集車によって収集された廃棄家電品はス
トックヤード１に冷蔵庫、エアコン、テレビ、洗濯機他
と概ね４種類に分類されて貯蔵される。ストックヤード
１に貯蔵された廃棄家電品は供給装置２により種類別に
取り出され前処理装置３に送られる。前処理装置３では
廃棄家電品が冷蔵庫、エアコンの場合にはまず矢印１０
１、１０１ａに示すように後で述べる冷媒回収手段４に
より冷凍機内の冷媒を抜取り、矢印１１６で示すように
冷媒を回収する。次に金属塊分別手段６で冷凍機から圧
縮機を取りはずす。廃棄家電品がテレビの場合には、矢
印１０２、１０２ａに示すように、大形硝子類取り出し
手段５によりブラウン管を取りはずす。又、廃棄家電品
が洗濯機等で、冷蔵庫、エアコン、テレビ以外の廃棄家
電品の場合には矢印１０３、１０３ａに示すように金属
塊分別装置６でモータ等の金属塊を取りはずす。ここで
金属塊分別手段６の構造の１つとしては剪断機の一種で
あるギロチン式切断機が利用できる。又大形硝子類取り
出し手段５はハンマーで硝子を数回たたいて破砕して分
別する衝撃タイプの破砕機又はプレスなどの圧縮力でが
ラスを破砕して分別する構造を用いることが出来る。

【００１０】これらの前処理が行われ上記の金属塊が除
去された廃棄家電品は矢印１０４で示すように破砕装置
７へ送られ、破砕装置７により１段乃至２段の破砕機構
で５０〜１００ｍｍ程度の大きさに破砕するとともに材
料ごとに遊離される。特に冷蔵庫の場合には発泡ウレタ
ンを薄い鉄板から遊離させる必要があり、このためには
多段の破砕機構が有利である。

【００１１】破砕装置７により破砕され材料ごとに遊離
された廃棄物は矢印１０５で示すように軽量物分別装置
８へ送られ、軽量物分別装置８により発泡ウレタン等の
発泡成形材を分離されて、発泡成形材は軽い廃棄物とし
て矢印１０７で示すように発泡剤回収装置１９に送ら
れ、発泡成形材を分別された重い廃棄物は矢印１０６で
示すように金属分別装置９に送られる。ここで軽量物分
別装置８の構造の１つとしては発泡成形材がそのほかの
廃棄物と比較して非常に軽い性質を利用して、破砕装置
７を出た廃棄物に空気を吹き付けて発泡成形材を飛ば
し、その発泡成形材を分別する構造を用いることが出来
る。また別の構造としては、傾斜式の振動コンベアを使
用し、軽い発泡成形材を上部から、重いその他の廃棄物
を下部から取り出す構造のものを用いることが出来る。

【００１２】一方、前処理装置３の金属塊分別装置６に
よって分別された圧縮機、モータ等の金属塊は矢印１１
３で示されるように、冷凍破砕装置１６に送られる。冷
凍破砕装置１６ではまず冷却装置１７で−１００℃以下
の低温に冷却された後、破砕機１８にかけられ、金属の
低温脆性を利用して比較的小さな衝撃により破砕され、
軽量物分別装置８からでた重い廃棄物と一緒になって矢
印１０６で示されるように金属分別装置９に送られる。

【００１３】金属分別装置９ではまず磁気選別機１０で
鉄系の金属が分別され、矢印１０８で示すように鉄系と
して回収される。本実施例の廃棄物処理装置では、磁気
選別機１０で磁性体から成る鉄系の金属を分別した後の
廃棄物には一般に磁石に付かないと言われているステン
レスが含まれている場合と廃棄家電品の中でもテレビで
ケースとして使われている木材が含まれている場合も考
慮している。一般に磁石に付かないと言われているステ
ンレスも切削、曲げ等の加工が行われると組織が一部変
化して弱いが磁石に吸引される性質が出て来る。製品に
使われているステンレスはほとんどが加工されており、
また本処理装置においても破砕装置７で切断等の加工が
行われるので、ステンレス選別機２３に入って来る廃棄
物に含まれるステンレスは弱磁性体になっている。ここ
でのステンレス選別機２３は磁性体である鉄系の金属を
分離する一般の磁気選別機１０よりも強力な磁力を発生
させる磁気選別機で、弱磁性体となったステンレスを強
力な磁力で吸引して分離するものである。こうしてステ
ンレスは矢印１１９で示すようにして回収される。

【００１４】次に渦電流選別機１１で非鉄系の金属が分
離され、矢印１０９で示すように回収される。この結
果、残りの廃棄物の内容はプラスチック類が主となる。
比重選別機２４は渦電流選別機１１で分離し、矢印１０
９で示されるように回収した非鉄系金属を再生利用が容
易になるように材質ごとに分別するものである。本実施
例では使用量の多い銅、アルミを主体に銅系（矢印１２
０で示すように回収される）、アルミ系（矢印１２１で
示すように回収される）、その他の非鉄金属（矢印１２
２で示すように回収される）の３種類に分別する場合を
示した。この比重選別機２４は非鉄金属を分離するもの
であるから、比重液として比重２以上の液体が必要であ
るが、このような液体は少ない。そこで本実施例の比重
選別機には比重液として磁性流体を使用した。この磁性
流体は磁場の中に置かれた時、印加される磁場の強さに
よって見掛け比重が変る性質を有しており、この性質を
利用して比重選別を行うようにしたもので、磁場の強さ
を２種類用意することによって非鉄金属の３種類の分別
が可能となる。

【００１５】以上の結果、矢印１１０で示すように金属
分別装置９を通過した廃棄物は主としてプラスチック類
であるが、この廃棄物の中にはテレビのケースなどに使
われた木材も残っていることが考えられる。従って、最
終的に分別したプラスチックを再利用し易くするには、
木材も分別しておく必要がある。このために金属分別装
置９の後に設けたのが静電分離装置２５である。静電分
離装置２５は静電分離機単体または乾燥機と静電分離機
から構成される。静電分離装置２５は静電気を利用し物
質の帯電性の差を利用して分離するもので、プラスチッ
クに比較すると木材の帯電性は非常に低いのでここで容
易に木材を分離できる。

【００１６】静電分離機２５を出たプラスチック主体の
廃棄物は矢印で示されるようにプラスチック分別装置１
２に送られる。プラスチック分別装置１２は冷却装置１
３、破砕機１４、篩い選別機１５、及び比重選別機２６
から構成されており、まず冷却装置１３で上記プラスチ
ック系の廃棄物を０〜−６０℃程度の低温に冷却後、破
砕機１４により衝撃破砕を行う。ここではプラスチック
の材質の違いによる脆化点の相違を利用してプラスチッ
ク系の廃棄物を選択的に破砕するもので、塩化ビニール
系のプラスチックは脆化点が高いため他のものと比較し
てより細かく破砕される。従って、破砕機１４で破砕さ
れた廃棄物を篩い選別機１５に通すことにより、大部分
が塩化ビニール系のプラスチックからなる細かい廃棄物
（矢印１１１）と、矢印１１２で示されるように塩化ビ
ニール系を殆ど含まない比較的大きめのプラスチックの
２種類に分別される。

【００１７】更に、矢印１１１で示される廃棄物の中に
は塩化ビニール系以外の再利用し易いプラスチックも含
まれているので、これを回収して再利用できるプラスチ
ックを多くするために設けたのが比重選別機２６であ
る。塩化ビニール系のプラスチックの比重は１．２〜
１．６と比較的大きいので、比重選別機２６で沈降した
ものが塩化ビニール系プラスチックであり矢印１２４で
示すように回収され、浮上したものが再利用可能プラス
チックとして矢印１２５示すように分別回収される。

【００１８】以上述べたように、本実施例では金属類を
更に細かく分別するとともに、再利用に適したプラスチ
ック類の回収率を向上させることが可能となる。尚、本
実施例の金属分別装置において、磁気選別機、渦電流選
別機、ステンレス選別機は各々１段の選別で記載されて
いるが、各々の選別状態に応じて多段にすることも可能
である。各選別を多段にすると、各々の選別効率を更に
向上することが可能となる。

【００１９】一方、軽量物分別装置８で分離された発泡
成形物は、矢印１０７で示すように発泡剤回収装置１９
に送られ、まず粉砕機２０で粉砕され、分離装置２１に
より固体の樹脂部分と気体の発泡剤とに分離される。こ
こで固体の樹脂部分は矢印１１４で示すように分別され
て回収されるが、気体の発泡剤は周囲の空気と混合し
て、矢印１１５で示すように冷却装置２２へ送られ、冷
却装置２２で冷却され、発泡剤は液化されて矢印１１６
に示すように回収される。一方空気は矢印１１７に示す
ように粉砕機２０へ戻る。この結果、発泡剤として使用
されているフロンと樹脂部分（プラスチック材料）が分
離されそれぞれ回収される。

【００２０】以上のように分別、回収することにより、
従来は回収を行うことが出来なかった冷媒及び発泡剤の
フロンの回収が可能になる。又、金属類の回収に加えプ
ラスチック類も分別処理して再利用に適したプラスチッ
ク類が資源として回収出来るので、埋立て処理にする廃
棄物の量を大幅に減少させることが可能となる。

【００２１】尚、本実施例においては、前処理装置３で
圧縮機やモータ等の金属塊を取りはずすのは、次段の破
砕装置７の機能と寿命を考慮したものである。すなわ
ち、破砕装置７は薄い金属板の切断と同時にプラスチッ
ク類と金属とを剥離させる機能を持たせているため、破
砕装置７は０．１ｍｍ程度の薄板を切れるようにしてい
る。従って金属塊がここに入ると破砕刃の寿命を縮め上
記の２つの機能が満足出来なくなり以後の処理に支障を
来すためである。又、破砕装置７は大形の廃棄物を最初
に破砕する装置で破砕時に大きな負荷のかかる可能性も
あるため、この破砕機で更に金属塊を噛み込むと破砕機
がロックし易くなるため、破砕機のロック防止の役目も
している。

【００２２】図２は、図１に示す実施例におけるプラス
チック分別装置１２の他の実施例を示す図である。これ
はプラスチックの分別に静電分離を使用したもので、本
実施例におけるプラスチック分別装置１２ａは乾燥機２
７、粉砕機２８、静電分離機２９、比重選別機３０から
構成されている。図２において金属分別装置９で金属類
を分別された廃棄物は乾燥機２７で乾燥され、粉砕機２
８で粉砕されてその粒度そろえらえる。この粒度のそろ
えられたプラスチック系の廃棄物１２６は静電分離機２
９にかけられ、帯電性の良いプラスチック（ポリスチレ
ン系、塩化ビニール系）として矢印１２７に示すように
分別されるものと帯電性の低いそれ以外のプラスチック
１２８に分別される。ここで分離された帯電性の良いプ
ラスチックには塩化ビニール系のプラスチックを含んで
いるので、これを更に比重選別機３０にかけて、塩化ビ
ニール系のプラスチックを矢印１２９で示すように分別
して除去し、再生し易いプラスチックを矢印１３０で示
すように取り出すことによりプラスチックの分別が可能
となる。

【００２３】本実施例では乾燥機２７を設けたが、図１
で示す実施例に本プラスチック分別装置１２ａを適用し
た場合のように、ここへ入って来る廃棄物が乾燥してい
るときには乾燥機２７は無くとも良い。

【００２４】図３はプラスチック分別装置１２の更に別
の実施例を示す図である。このプラスチック分別装置１
２ｂは多段の静電分離でプラスチックを分離するもので
ある。すなわち、このプラスチック分別装置１２ｂは乾
燥機２７、粉砕機２８を通って来た矢印１２６で示す粒
度をそろえた廃棄物は第一段目の静電分離機２９で帯電
性の良いポリスチレン系と塩化ビニール系のプラスチッ
クを矢印１２７で示すように分離し、更にこれを二段目
の静電分離機３１でポリスチレン系（矢印１３２で示す
ように分別される）と塩化ビニール系（矢印１３１で示
すように分別される）に分離する方式である。

【００２５】図４は冷媒回収手段４の実施例を示した図
である。この冷媒回収装置４は冷凍機より冷媒を抜く口
となる口金３２、冷媒中のオイルを分離するオイル分離
装置３３、冷媒回収の動力を発生する圧縮装置３４、冷
媒を冷却液化する冷却装置３５をパイプで外部と密閉す
る様に連結させたものである。冷媒回収装置４はまず圧
縮装置３４を動かし圧縮装置３４の前の口金３２からオ
イル分離装置３３の部分の内部の圧力を下げ冷凍機から
の冷媒を吸い取り、オイル分離機３３で冷媒中のオイル
分離後、圧縮装置３４で冷媒は圧縮され高温高圧となっ
て、冷却装置３５で冷却液化される。

【００２６】この液化された冷媒を矢印１０６に示すよ
うにして冷媒ボンベ等に回収するものである。尚、口金
３２はクランプ装置の先端のクランプ部に鋭利な突起を
設け、この突起により冷凍機配管に穴を開け、この穴よ
り冷凍機内の冷媒を抜き取る構造となっている。

【００２７】図５は破砕装置７の実施例を示した図であ
る。この破砕装置７は前述したように廃棄物を粗目に破
砕して廃棄物を材料ごとに分別すると同時に冷蔵庫の断
熱材のように薄い鉄板に貼り付いている発泡ウレタン等
を剥離させる機能が必要である。本実施例の破砕装置７
は、まず一段目の破砕機３６で廃棄物を帯状に破砕し、
この帯状に破砕された廃棄物３７を回転翼３８で方向を
変え、二段目の破砕機３９で一段目の破砕機３６と異な
る方向に破砕するように構成している。多数の破砕刃４
０をシャフト４１に取り付けて回転刃４２を構成し、こ
の回転刃４２を２つのお互いの回転刃４２ａ、４２ｂ同
士が噛み合うように構成したものである。ここで、図６
に示すように破砕刃４０の厚さ及び破砕刃４０同士の間
隙５１，５２は５０〜１００ｍｍとし、回転刃４２ａ、
４２ｂ同士を噛み合わせたとき刃と刃の間５３には１〜
１０ｍｍの間隙を設けるようにしている。このように構
成することにより廃棄物は概ね５０〜１００ｍｍに剪断
すると同時、剪断破砕時に回転刃４２ａ、４２ｂの間に
間隙を設けられていることから、剪断能力は多少落ちる
がこの間隙の効果により破砕機３６、３９は貼り付いて
いる材料をはぎ取る方向にも力が加わる。この力により
破砕機３６、３９は薄い鉄板上に貼り付いている断熱材
のような発泡成形材を剥離させることが可能となる。

【００２８】金属分別装置の１例を更に詳述すると、ま
ず穴径８０〜１００ｍｍのスクリーンによりひも状の被
覆銅線を分離し、二段の磁選機、により鉄系の金属，ス
テンレスを分離する。更に、磁石を回転させてなるアル
ミニウム選別機の渦電流でアルミニウム等の非鉄金属を
を選別し、磁力で更に鉄系の金属を分離する。これらの
金属を分離された廃棄物は主としてプラスチック廃棄物
である。一方ここで分離された各金属は再生工場へ送ら
れることになる。磁選機は磁石を回転させて渦電流も発
生できるようにしたものを二段回通して用いても良い。
廃棄物はスクリーンにかけられ、分離漏れになった銅線
を回収し、更に５〜１０ｍｍ程度の篩いによりガラス等
を分離する。これは焼結ブロック等の処理にまわす。ガ
ラス等を分離された廃棄物はほとんどがプラスチックで
ある。この廃棄物は次にプラスチック分別装置に送られ
ることになる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、大量の廃棄物から再利
用可能な金属材料を素材別に回収して、少ない資源の有
効利用を図れるようにすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を用いた廃棄物処理装置の全
体構成の説明図である。

【図２】プラスチック分別装置例の構成説明図である。

【図３】プラスチック分別装置例の構成説明図である。

【図４】冷媒回収例の説明図である。

【図５】破砕装置の構造を説明しる斜視図である。

【図６】破砕装置に使用される破砕機回転刃の部分拡大
斜視図である。

【符号の説明】

９…金属分別装置、１０…磁気選別機、１１…渦電流選
別機、２３…ステンレス選別機、２４…比重選別機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｂ 17/02 9350−4Ｆ // Ｂ２９Ｋ 105:26 Ｂ０９Ｂ 5/00 Ｌ (72)発明者 守 秀治 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 加藤 達二 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄系、非鉄系の金属が混在する破砕された
   廃棄物を磁気選別して磁性体からなる鉄系の金属を分別
   した後、より強力な磁力を発生させて弱磁性体たるステ
   ンレスを分別し、次いで、非鉄金属を選別するようにし
   たことを特徴とする廃棄物の処理方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記非鉄金属の選別は
   渦電流選別によることを特徴とする廃棄物の処理方法。