JPH09143583A - 異種金属の溶融分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 きわめて簡単な構造で異種金属の溶融分離が
効率的に行える分離装置を提供すること。 【解決手段】 処理材から回収する対象金属の融点より
も高い温度まで加熱する加熱手段を備えた炉体の内部に
炉床を設け、この炉床には装入された処理材がその自重
で移動できるように傾斜を付けた処理面を設けると共
に、処理材の加熱による融解金属の溶出分だけが流れ込
めるようにした回収溝を処理材の移動方向に交差させて
処理面に備え、回収しようとする金属の溶出分を排出溝
から回収口に導き、残余の処理材の塊は溶出分とは分離
させて炉体内から排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、融点の異なる金属
を含む廃棄物からそれぞれの金属を簡単な設備で溶融分
離できるようにした異種金属の溶融分離装置に関する。

【０００２】

【従来技術】様々な金属を含有したスクラップからこれ
らの金属の融点の差を利用して回収する設備が主として
金属廃棄物の回収に広く利用されている。たとえば、自
動車のハンドル等に装備されるエアバッグにはガス着火
用のインフレータが含まれており、このインフレータを
処理するとアルミニウムと鉄とを回収することができ
る。

【０００３】このような異種金属の融点の差を利用して
回収する設備として、たとえば特開平５−２１５４６４
号公報に記載されたものがある。

【０００４】これは、傾斜した回転軸線を持つロータリ
キルンにスクラップを装入し、この装入側に配置したバ
ーナによってスクラップを直接加熱して溶融した金属を
ロータリキルンの下端側に配置したスクリーンから滴下
させて回収するというものである。そして、回収しよう
とする金属の融点に照準を合わせてバーナによる加熱温
度を調整すると共に、ロータリキルンの回転を利用して
スクラップを均一に加熱することによって、目的の金属
の回収を可能としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】各種の廃棄物の処理設
備では、投入される廃棄物が様々であって形状が大きく
重量も大きなものも含まれる。異種金属から特定の金属
の回収のための設備においても同様であり、大重量のス
クラップの装入及びその処理に備えて構造的に堅牢なも
のが要求される。

【０００６】このような点から、先の公報に記載のもの
では、軸線周りに回転するロータリキルンを備えるの
で、その駆動系等も含めて重量負荷に十分耐え得る構造
とすることが必要となり、設備全体が複雑になる傾向に
ある。

【０００７】また、ロータリキルンの内部にはスクラッ
プの加熱処理操作を速やかに行わせるためのリフト板等
を備えたり、スクリーンも特殊な構造とすることが要求
される。したがって、各機能部自身の構造自身も複雑で
あり、たとえば溶融焼却炉等のように比較的単純な炉体
構造と比べると保守等の面での負担が大きい。

【０００８】また、先の公報に記載のものの他にも各種
の回収設備が利用されているが、いずれも設備が複雑に
なる傾向にあるという問題は同様である。

【０００９】本発明において解決すべき課題は、きわめ
て簡単な構造で異種金属の溶融分離が効率的に行える分
離装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、融点が異なる
金属を含有する処理材に対して融点が低い金属を溶融し
て残余の金属から分離させる溶融分離装置であって、処
理材が装入される炉体の内部に炉床を設けると共に前記
処理材を加熱する加熱手段を設け、前記炉床には、前記
処理材の前記炉体への装入点側を高くした傾斜の処理面
を形成すると共にその下り傾斜の終端に排出口を設け、
前記処理面には、前記処理材からの融解金属の溶出分だ
けを流し落とし可能とした開口幅の回収溝を前記処理材
の移動方向と交差するように複数の条として配列し、更
に前記回収溝を合流させて前記融解金属の溶出分を最低
レベルの回収口まで導出可能な排出溝を備えてなること
を特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】炉体に装入された処理材は処理面
の傾斜によって排出口側へ転動したり滑り落ちるように
してその自重により移動していき、この移動の間に加熱
手段により加熱される。この加熱手段による加熱は、処
理材に含まれていて回収しようとする金属の融点よりも
高く残余の異種の金属の融点よりも低くしたものとすれ
ば、処理材の移動の間に回収金属が融解して溶出してい
く。

【００１２】融解金属の溶出分も処理面の傾斜によって
下側に流動していき、この流動方向と交差する向きに配
列されている複数条の回収溝に流れ落ち、これらの回収
溝から回収口まで同様に溶出分自身の流動によって移動
する。そして、回収金属が溶出して残った処理材の塊
は、回収溝に落下することなく処理面上を移動してい
き、最終的に排出口から排出される。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の分離装置の概要を示す正面縦
断面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視による縦断面図であ
る。

【００１４】図において、分離装置は内部加熱のための
炉体構造を持ち、炉体１の中に炉床２を配置したもので
あり、図３に炉床２の斜視図を示す。

【００１５】炉体１の一端側の上面には処理材の装入口
１ａを設けると共に、この装入口１ａには処理材を定量
的に送り込むためのゲートバルブ１ｂを備えている。ま
た、炉体１の他端側の下面には図１の正面図においてそ
の間口方向の全長に排出口１ｃを真下に向けて開口して
いる。この排出口１ｃは、回収対象以外の金属を排出す
るためのもので、これらの金属を処理するための処理槽
（図示せず）に接続される。

【００１６】炉床２は図２に示すように、装入口１ａの
真下よりも少し排出口１ｃ側に偏った位置に頂点を持つ
傾斜面を形成したものであり、装入口１ａ側を待機面２
ａとすると共に頂点を超えて排出口１ｃ側へ向けて下向
きの勾配を持つ処理面２ｂを備えている。

【００１７】処理面２ｂには図１においてその右端側を
除いて複数の回収溝２ｃを設け、右端にはこれらの回収
溝２ｃに連通させた排出溝２ｄを備える。回収溝２ｃは
図１に示すように左端側が最も浅くて回収溝２ｃ側に向
けて下向きの傾斜を持たせたものであり、処理面２ｂの
傾斜方向の開口幅は装入される処理材の外郭よりも小さ
い。また、排出溝２ｄは図２に示すように処理面２ｂと
同様の傾斜を持ち、その傾斜方向の終端部に回収口２ｅ
を真下に向けて設ける。この回収口２ｅは処理材から目
的とする金属を回収するもので、この金属を貯溜する回
収槽（図示せず）に接続される。

【００１８】回収溝２ｃと排出溝２ｄとの境界部分に
は、処理面２ｂの上面よりも上に突き出る仕切り壁２ｆ
を設ける。この仕切り壁２ｆは、処理材が処理面２ｂを
転動または滑り落ちていく間に排出溝２ｄの中に落ち込
むことを阻止するためのものである。

【００１９】更に、炉体１には操作面２ｂ側に向けて火
炎を放射する２基の加熱バーナ３ａ、３ｂを備える。こ
れらの加熱バーナ３ａ、３ｂは、処理材が処理面２ｂを
移動していく間に加熱し、回収しようとする金属の溶融
温度以上に加熱するように制御される。そして、装入口
１ａから投入した処理材を待機面２ａから定量ずつ処理
面２ｂに送り出すためのプッシャ４を炉体１に設ける。

【００２０】ここで、処理材は各種の金属スクラップ等
がその対象となるが、従来技術の項で挙げたインフレー
タを処理材とすることもできる。この場合、インフレー
タには金属として鉄とアルミニウムとが主として含まれ
ているが、自動車から回収したインフレータにはプラス
チックが付着していてエアバッグを膨張させるためのガ
スも含まれている。したがって、分離装置に装入する前
の段階で、これらの付着プラスチック及びガスを除去し
ておくこととし、またアルミニウムを回収対象とするも
のとする。

【００２１】このような前処理が完了したインフレータ
では、その外郭形状や大きさはほぼ一様なものが多く、
殆どが円盤状の塊となる。したがって、このような処理
材の塊の処理に際して、処理面２ｂを排出口１ｃ側に移
動していく間にアルミニウムが融解して鉄分主体の塊に
変形するとき嵩も小さくなっていく。このため、塊がそ
の嵩の変形を伴っても、回収溝２ｃにはこれらの塊が落
ち込まない程度にこの回収溝２ｃの開口幅を適切に設定
することとする。

【００２２】以上の構成において、付着プラスチックと
ガスが除去されたインフレータの鉄及びアルミニウムを
含む処理材１０は、図２に示すように装入口１ａに投入
され、ゲートバルブ１ｂを開くことによって炉体１内に
装入される。これらの処理材１０は、待機面２ａの上に
堆積していき、直接操作面２ｂ側には流れ落ちない。そ
して、プッシャ４を作動して待機面２ａ上の処理材１０
をほぼ定量ずつをゆっくりと加熱バーナ３ａ、３ｂ側に
送り出して操作面２ｂへ移動させる。

【００２３】このような処理材１０の移動の間を含めて
加熱バーナ３ａ、３ｂにより処理材１０が加熱される。
そして、加熱温度をアルミニウムの溶融温度よりも高く
て鉄のそれよりも低い８８０〜１３００°Ｃ程度とすれ
ば、処理材１０に含まれたアルミニウムのみが溶解し始
める。

【００２４】処理材１０は、このようなアルミニウムの
溶解を伴いながら、処理面２ｂの下向きの傾斜によって
排出口１ｃ側に移動していく。このとき、溶解したアル
ミニウムも処理面２ｂの傾斜によって流れていき、この
処理面２ｂに開口している回収溝２ｃに流れ込む。一
方、回収溝２ｃの開口幅は移動していく処理材１０の嵩
が小さくなっていってもこれが落下しない程度に設定さ
れていることから、アルミニウムの溶解分のみが回収溝
２ｂに流れ込み、処理材１０自身はそのまま処理面２ｂ
を排出口１ｃ側に移動していく。

【００２５】回収溝２ｃに流れ込んだアルミニウムの溶
解分は、回収溝２ｃが排出溝２ｄ側に下向きに傾斜して
いることからこの排出溝２ｄ側に導かれ、更に排出溝２
ｄの回収口２ｅ側への下り勾配によって最終的に回収口
２ｅから排出されて回収される。

【００２６】一方、アルミニウムの溶出させながら移動
していく処理材１０は、仕切り壁２ｆによって排出溝２
ｄに落ち込むことなく排出口１ｃ側に移動していき、こ
の排出口１ｃから排出される。

【００２７】このように、処理材１０が処理面２ｂ上を
移動していく間の加熱バーナ３ａ、３ｂの加熱によっ
て、処理材１０のアルミニウムの回収と同時に、残余の
鉄を主体とする塊として分離させることができる。そし
て、このような操作は、分離装置側にはたとえば従来技
術で挙げたようなロータリキルン等の回転機械等を含ま
なくても、処理面２ｂの傾斜による処理材１０の移動と
回収溝２ｃ及び排出溝２ｄの傾斜によるアルミニウムの
溶解分の流動排出を利用することによって行われる。

【００２８】したがって、可動部材を一切含まずに、炉
床２の操作面２ｂの傾斜や回収溝２ｃ及び排出溝２ｄの
適切な配置構成だけで、アルミニウムと鉄分とを分離す
ることができ、従来設備に比べるときわめて簡単な設備
での操業が可能となる。そして、可動部材等を含まない
こと及び炉床２の形状要素のみが機能の達成に関係する
だけなので、保守点検も格段に簡単になり操業効率の向
上も図られる。

【００２９】なお、実施例ではインフレータを処理材と
して鉄分及びアルミニウムに分離することを説明した
が、これ以外に融点の異なる金属を含むスクラップの処
理においても同様の操作での分離が可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明では、処理材の加熱手段を備えた
炉体の内部に設ける炉床の処理面の傾斜及び排出溝から
排出口までのレベル差によって、それぞれ処理材の排出
口への移動及び融解金属の溶出分の導出が可能であり、
処理操作には何らの回転や駆動のための機構が不要とな
り、従来構造に比べると設備が大幅に簡略化され、保守
点検が容易になる。

【００３１】また、処理材も融解金属もそれ自身の転動
や滑り及び流動によって排出と回収とが行われるので、
これら処理材及び融解金属の溶出分との接触面の形状を
適正とするだけで、速やかな排出と回収が可能となると
同時に装置側への付着分も少なくなり、保守点検が更に
一層簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の分離装置の概略を示す正面縦断面図
である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線矢視による縦断面図である。

【図３】 炉床の斜視図である。

【符号の説明】

１ ：炉体 １ａ：装入口 １ｂ：ゲートバルブ １ｃ：排出口 ２ ：炉床 ２ａ：待機面 ２ｂ：処理面 ２ｃ：回収溝 ２ｄ：排出溝 ２ｅ：回収口 ２ｆ：仕切り壁 ３ａ：加熱バーナ ３ｂ：加熱バーナ ４ ：プッシャ

フロントページの続き (72)発明者 吉武 智郎 北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製 鐵株式会社機械・プラント事業部内 (72)発明者 御手洗 重 北九州市戸畑区大字中原46−59 日鐵プラ ント設計株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が異なる金属を含有する処理材に対
   して融点が低い金属を溶融して残余の金属から分離させ
   る溶融分離装置であって、処理材が装入される炉体の内
   部に炉床を設けると共に前記処理材を加熱する加熱手段
   を設け、前記炉床には、前記処理材の前記炉体への装入
   点側を高くした傾斜の処理面を形成すると共にその下り
   傾斜の終端に排出口を設け、前記処理面には、前記処理
   材からの融解金属の溶出分だけを流し落とし可能とした
   開口幅の回収溝を前記処理材の移動方向と交差するよう
   に複数の条として配列し、更に前記回収溝を合流させて
   前記融解金属の溶出分を最低レベルの回収口まで導出可
   能な排出溝を備えてなる異種金属の溶融分離装置。