JPH0978148A - 廃棄構造物の破壊処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強固で、複雑な廃棄構造物を処理して有価成
分を回収すると同時に、該構造物を無公害物質に破壊転
化する。 【解決手段】 各種金属類、陶磁器類等の無機物、プラ
スチック類等の有機物を含む廃棄構造物を非酸化性雰囲
気下に密閉加熱炉内で加熱して有機物成分を分解回収
し、ついで該密閉加熱炉内に、真空下に順次高められた
温度段階を設定し、各温度段階で蒸発する金属成分を凝
縮回収し、高蒸気圧金属成分は溶融物として回収するこ
とにより、廃棄構造物に用いられている金属材料、無機
質材料、有機質材料を破壊することを特徴とする、廃棄
構造物の破壊処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、家電製
品、事務用電気機器、パチンコ機械のような遊戯用機械
等からなる多種類の産業廃棄物（以下、廃棄構造物とも
いう）に適用できる、安価で、安全でかつ各種有価物を
効率良く分別回収すると共に該構造物の強固な構造を破
壊することのできる処理方法に関する。

【０００２】特に本発明は、前記の強固な構造物である
各種産業廃棄物を解体又は破壊処理して再資源化するこ
とのできる部分を分別するという作業を必要とせず、強
固な構造を有する該廃棄構造物をそのまま熱処理して各
種の有価物を分別回収すると共に、簡単に破壊すること
のできる脆弱な構造物に転化し、必要に応じて該脆弱構
造物を破壊してさらに価値ある材料、例えば鉄材やステ
ンレス鋼材の部品などを回収しそのまま埋立て処理等に
利用できる無公害の無機質残渣だけとすることのできる
処理方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】生活水準の向上に伴い、自動車、家庭電
化製品、事務用電気機器、パチンコ等の遊戯機械等を含
む多種の素材から構成されている強固な構造物である多
種の産業廃棄物の処理が社会問題化して来ており、近
年、埋立地の不足からこれらの産業廃棄物の再資源化が
注目されている。

【０００４】しかし、これらの廃棄物は合金を含む各種
金属部品の外、プラスチック部品、接着剤、潤滑剤、熱
媒体等の多種の有機物に加えて陶磁器部品等の無機質部
品等から構成される強固で複雑な構造体であるため、こ
れらの構造体から、各構成部品を回収しようとすると、
上記の強固でかつ複雑な構造体を主として人手に頼って
分解乃至破壊して有価物を含む目的部品を分別回収しな
ければならず、したがってコスト高となることから、極
く限られた高価な貴金属類の回収以外、商業的な回収は
殆んど行われていないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な廃棄構造物からなる各種産業廃棄物を処理して該廃棄
構造物を構成する各材料中の価値ある成分を、各成分毎
に分別して回収することができる、基本的に単一の処理
操作で構成される廃棄構造物の破壊処理方法を提供する
ことを目的とするものである。特に、本発明は、各構成
部品が接着剤やビス止め、ロー付などの強固な結着手段
で結合されていて分解することの困難な廃棄構造物を、
各構成部品まで分解分別することなくほぼ元の製品形状
のままか、それに近い状態で直接処理して各有価成分を
分別回収すると同時に廃棄構造物を破壊処理が容易な状
態又はそのまま廃棄処理可能な状態にまで破壊すること
のできる産業廃棄物の処理方法を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、真空加熱炉に前記廃棄構造物からなる産
業廃棄物を導入して該廃棄構造物を構成する部品に使用
されている素材を蒸気圧の低い方から順に蒸発回収する
ことにより、又、比較的に蒸気圧が高い物質は溶融物と
して分離回収することにより、各素材成分毎に分別回収
し、それによって強固な廃棄物構造体を破壊し、又は容
易に破壊することのできる脆弱な構造物に転化し、最終
的にそのまま埋め立て用などとして廃棄することのでき
る無害な無機質残渣だけに転化することから基本的に構
成されている。

【０００７】より詳細には、金属材料、無機質材料及び
有機質材料から構成されている廃棄構造物を非酸化性雰
囲気下で密閉加熱炉内で加熱して有機質材料を分解回収
し、ついで該密閉加熱炉内に、真空下で順次高められた
複数の温度段階を設定し、各温度段階において蒸発する
金属成分を凝縮回収し、溶融金属成分は溶融物として回
収することにより、廃棄構造物の構造を破壊することを
特徴とする、廃棄構造物の破壊処理方法に関する。

【０００８】また、溶融物受皿と被処理廃棄構造物収納
部を備えた２段治具に収納した廃棄構造物を単一の密閉
加熱炉に導入し、該炉内を吸引排気した後、非酸化性ガ
スを導入し、常圧又は加圧下に４００〜６５０℃に加熱
し、ついで凝縮器を介して炉内ガスを吸引し、発生する
有機物のガス及び／又は液体を回収し、ついで炉内の廃
棄構造物を真空下に加熱して廃棄物温度を段階的に上昇
させ、各温度段階で発生する金属蒸気を凝縮器で回収
し、溶融金属成分は治具受皿に溶融物として回収するこ
とにより、前記廃棄構造物の構造を破壊することを特徴
とする、廃棄構造物の破壊処理方法に関する。

【０００９】また、真空排気室に続く有機材料加熱分解
室及び該有機材料加熱分解室に接続されていて、相互に
気密に連結されている複数の真空加熱炉に、溶融物受皿
と被処理廃棄構造物収納部とを備えた２段治具に収納し
た廃棄構造物を順次導入して、前記有機材料加熱分解室
で生成した有機物のガス及び／又は液体を回収した後、
段階的に高められた温度に設定されている前記複数の真
空加熱炉に順次導入し、各真空加熱炉で発生する金属蒸
気を凝縮回収し、溶融金属成分は前記２段治具の受皿に
回収するにより、前記廃棄構造物の構造を破壊すること
を特徴とする、廃棄構造物の破壊処理方法に関する。

【００１０】

【発明の実施の形態】前記本発明の破壊処理方法は、前
記密閉加熱炉内での加圧加熱、及び真空下での加熱と、
各加熱段階での炉内発生蒸気の吸引、凝縮回収の各操作
を、真空ポンプに切替え可能又は交換可能に連結されて
いる凝縮器を備えた単一の密閉加熱炉を使用して行うこ
とができる。

【００１１】また、本発明の廃棄構造物の処理方法は、
元の製品のままの構造か又はそれに近い状態の廃棄構造
物を、互いに気密に連結されていて段階的に高温処理で
きるよう構成されている、真空ポンプとそれに連結して
いる凝縮器をそれぞれ備えている複数の真空加熱炉を使
用して行うことができる。

【００１２】上記本発明の処理方法によれば、最終処理
段階である冷却段階を経て取り出される２段治具又は最
終処理室である冷却室を出る２段治具の受皿には溶融物
として回収された金属分があってそのまま再生利用可能
であるし、一方廃棄物収納部の廃棄構造物は廃棄構造物
中の陶磁器成分からなる無機酸化物系の残渣やプラスチ
ック分解物である炭素質残渣であるか、又は一連の真空
加熱処理条件で蒸発も溶融もしない金属材料、例えば鉄
材などと共に構造体の形状をいくらか保持していても、
各要部を接合するために使用されていた有機系の接着剤
や被覆材はいうに及ばす、金属製のビスやハンダなどの
ような固着手段も失われているのできわめて脆弱で、簡
単に破壊、分解できるものとなっている。

【００１３】本発明において廃棄構造物の真空加熱処理
は段階的に高められた温度においておこなうことが重要
である。被処理物は、複数種の金属及びプラスチックな
どを同時に含むのが普通であるから、これらの各成分を
その蒸発温度段階毎に分別して回収することを可能なら
しめるためにも、真空加熱処理を複数の温度段階に分け
て各温度段階毎に蒸発成分を吸引して凝縮または吸着回
収することが必要である。

【００１４】本発明が廃棄構造物の加熱処理を複数の温
度段階に分けておこなって複数種の金属成分、プラスチ
ック成分を成分毎に回収することを可能としている構成
であることは、複数種の廃棄構造物をその含有成分を基
準として、素材毎に分別することなく無差別に混合処理
することの可能な処理方法を提供することが本発明の主
たる目的の一つであることからも重要な要件である。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の廃棄構造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
実施することができる単一の加熱処理装置の一例を示す
概略図である。

【００１６】図中、符号１は密閉容器からなる真空加熱
処理炉を示し、２は処理すべき廃棄構造物の収納部と溶
融金属受け皿部を有する二段構造に形成されている治具
を表し、３は被処理廃棄構造物を処理するための空間
部、４は空間部３内に配置された加熱手段、５は扉、６
は凝縮器、７はガス吸着器、８はプラスチック液化回収
装置、９は炉内ガス攪拌用ファン、１０は非酸化性ガス
供給源、１２は真空ポンプ、１４、１５、１７、１８、
１９はバルブ、２１、２３はパイプ、２２はヒータ加熱
されたパイプ、２５はガス放出路をそれぞれ示してい
る。

【００１７】廃自動車、その部品、各種電気機器、電子
装置及びそれらを解体して回収されたプリント配線基板
などの高分子有機物、各種金属類を含む廃棄構造物群
は、二段治具２の廃棄物収納部に収納されて加熱処理炉
１の扉５を開けて空間部３に搬入される。扉５が閉じら
れると、密閉された加熱処理炉１の空間部３は真空ポン
プ１２によって排気された後、加熱手段４によって加熱
される。廃棄構造物がガソリンやフロンなどの揮発性物
質を含む場合には、この廃棄段階及びつぎの非酸化性雰
囲気下での加熱によってほぼ除かれる。この際廃棄物の
温度上昇には、非酸化性ガス貯蔵槽１０からバルブ１９
を通って加熱用の非酸化性ガスが常圧又は加圧導入さ
れ、バルブ１９が閉じられた後、さらに最初の温度段階
での廃棄構造物の加熱が行われる。この分解加熱期間
中、必要に応じてファン９により空間部３内の加熱ガス
の攪拌が行われ、廃棄構造物群は短時間で均一に、各プ
ラスチック等の有機物が分解されてガス又は液体に転化
される約４００℃〜６５０℃の温度に昇温される。この
分解加熱期間中、バルブ１４、１５が開かれ炉内ガスは
凝縮器８で液化物が回収されガス化物はパイプ２４から
ガス吸着器７で回収され残部は２５より排出される。真
空加熱や予熱用の非酸化性ガス加圧下における加熱は、
廃棄構造物中の回収しようとする高分子有機物成分の分
解によるガス化又は液化が終了すると同時に止められ
る。

【００１８】プラスチック等の分解が終わったらバルブ
１４、１５が閉じられ、そして加熱手段により温度はさ
らに上昇され、同時にバルブ１６を開いて真空ポンプ１
２により空間部３内は減圧されて約７００℃（５×１０
^-2〜１×１０^-3Ｔｏｒｒ）の中程度の温度及び真空度に
維持される。この段階で、たとえば亜鉛、カドニウム等
の蒸発が始まり、凝縮器６によるＺｎ、Ｃｄ等の回収が
おこなわれる。尚真鍮や銀ローなどの合金中の亜鉛、カ
ドニウムはこの段階で蒸発し残存金属はポーラス状とな
り破壊しやすくなる。Ｚｎ等の中程度の温度での蒸発成
分の蒸発が止まったら、バルブ１６が閉じられ、凝縮器
６及び吸着器７が交換され廃棄構造物の温度はさらに加
熱によって上昇され、約８５０℃（５×１０^-2〜１×１
０^-3Ｔｏｒｒ）に達すると比較的に高温域で蒸発する成
分、たとえば鉛（Ｐｂ）等の蒸発が始まり、バルブ１６
が開かれて凝縮器６でのＰｂ等の回収がおこなわれる。
又同時にアルミニウムなどは蒸発せず溶融し、二段治具
の受皿に滴下する。凝縮器７は切り換え可能に複数設置
して使用してもよい。

【００１９】さらにこの温度を越え、１２００℃程度と
なると銅（Ｃｕ）の回収も可能である。しかし、炉内を
かかる高温条件とするためにはコストが飛躍的に上昇す
ることから、本発明では経済的に問題のない１１００℃
程度の加熱にとどめ、銅、錫などが多い場合は、溶融物
として回収する。しかし、ロー付などの場合のように量
の少ない場合は蒸発回収することもできる。

【００２０】次いで、バルブ１８が閉じられ、バルブ１
９が開かれてパイプ２１を経由して非酸化性ガス供給源
１０から冷却用の非酸化性ガスが炉内に供給され、炉内
の冷却がおこなわれ、一方、冷却されて固化した受皿部
の固化物と収納部の残存廃棄物は扉５を開けて治具と共
に炉外に取り出される。冷却用窒素ガスは、炉外に設置
された熱交換装置を介して循環されながら冷却に使用さ
れる。取り出された残存廃棄物は、ハンダ付、銅、銀、
真鍮などの構造体接合具の成分が蒸発回収されているの
で主として陶磁器などの無機質材料と鉄材などから構成
されている構造物は破壊されやすく、残存物からの鉄材
などの回収も容易となっている。

【００２１】つぎに、本発明の別の実施例を図２に従っ
て説明する。図２は、本発明の方法を連続的に実施する
ことのできる装置の概略を示している。廃棄構造物１０
１は、真空ポンプ、真空バルブに直接連結された真空置
換室１０２に投入されその後に高温非酸化性ガス貯蔵槽
１０７にパイプで接続されている有機物分解用の加熱室
１０３、該加熱室１０３に直列に気密に連結されてい
て、凝縮器１１０〜１１２及びガス吸着装置１１３〜１
１５、バルブ１２５〜１２７を介して真空ポンプ１１７
〜１１９にパイプで接続されている、互いに気密に連結
されている複数の真空加熱蒸発室１０４及び１０５、該
真空加熱蒸発室１０５に連結され、かつ冷却用の非酸化
性ガス供給源１０８及び高温非酸化性ガス貯蔵槽１０７
のそれぞれにパイプで接続されている冷却室１０６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。

【００２２】廃棄構造物１０１は、下部が溶融物受け皿
となっている二段構造の治具の上部収納部に収容され、
加圧プッシャー又は自走ローラーに乗せられて空気置換
室１０２（空気、揮発性物質除去室でもある）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１０６を経て処理装置外へ排出される。
廃棄構造物を収容した治具は予熱室乃至真空パージ室１
０２に入り、入口側の扉が閉鎖されると真空ポンプ１１
６が作動して真空パージ室１１６が減圧排気される。廃
棄構造物に随伴される揮発性物質、例えばガソリン、フ
ロン等のほとんどはここで室外へ排出される。次に予熱
されている有機物分解用の加熱処理室１０３に入り、入
口側の扉が閉鎖され加熱室が密閉されると、次いで貯蔵
槽１０７から非酸化性ガスが導入され、室内は常圧乃至
加圧状態でたとえば約４００℃〜６５０℃の温度に加熱
され、廃プラスチックなどは分解されガス化及び液化さ
れ回収装置１１０及び１１３に回収される。

【００２３】ついで治具は、分解室側の出口からでて、
分解室と気密に接続されていてすでに高温、真空状態
（７００℃、５×１０^-2〜１×１０^-3Ｔｏｒｒ）にある
第一真空加熱処理室１０４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１１８
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１１１、ガス吸着器１１４及びバルブ１２６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。

【００２４】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、真空状態にある第二真空加熱処理室１０５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
構造物の温度が設定温度にまで上昇され、この間、真空
ポンプ１１９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１１２及びガス吸着器１１５で
捕集される。溶融金属は受皿に捕集される。

【００２５】第二真空加熱処理室１０５で受け皿に溶融
金属を採取し収納部に処理済み廃棄構造物を収納した治
具は、ついで該処理室１０５をでて、冷却室１０６に送
られ、冷却用の非酸化性ガス貯蔵槽１０８からバルブ１
２８を通って供給される非酸化性ガスによって冷却され
る。冷却によって得られる高温の非酸化性ガスはバルブ
１３２から貯蔵槽１０７に送られて貯蔵され、引き続く
新たな廃棄物の加熱用に使用される。冷却室を出た受け
皿中の固化金属と収納部の処理済廃棄構造物はついで取
り出される。また、冷却固化物を排出した該冷却室１０
６は、真空ポンプ１２１によって真空排気されつぎのバ
ッチの処理に備えられる。

【００２６】上記した第二の実施例の場合にも、各真空
加熱処理室で蒸発捕集される金属、非金属成分の内容
は、各処理室の真空加熱温度において蒸発する成分であ
る。各真空加熱処理室の温度及び真空の度合は、回収目
的金属成分の種類に応じて任意に設定される。また、処
理室の数も必要に応じて増減することは可能である。

【００２７】また、上記の第二の実施例の場合、予備加
熱室と第一真空加熱処理室の間、及び各真空加熱室の間
は、先行する処理室の出口と接続する処理室の入口の間
に両室の温度差、圧力差を吸収する緩衝室を設けること
により、各処理室の出入口の真空シール性を高めて連結
されている。

【００２８】

【発明の効果】以上に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、従来、複雑な解体分別
工程を必要とすることから、有価物の回収が見送られる
ことの多かった廃自動車、廃家庭用電化製品などの強固
な廃棄構造物からなる産業廃棄物を単純な物理的処理を
採用することのみによって各種金属成分、有機物成分の
回収を伴って無公害廃棄物にまで破壊処理をすることの
できる商業的価値の高い破壊処理方法を提供することが
できる。

【００２９】また、その処理手段も基本的には真空加熱
という単純な操作に加えて通常の簡単な破砕処理を採用
するだけであることから、装置費用が安い。さらに処理
法が化学薬品を使用しないものであることから、環境汚
染の虞がない。加えて、被処理基材が多種にわたって
も、回収金属成分に対応する温度に加熱段階における温
度を設定するだけで対応できる方法であることから、被
処理基材の選別処理が不要であるという効果を有するも
のである。

【００３０】さらに、構造物がフロンタンクやガソリン
タンクを有していても、最初の真空排気段階でこれらの
残存ガスは除かれることとなるため、従来、これらの構
造物を廃棄又は再生処理するためにシュレッターでの破
砕処理する時に爆発の危険があるために必要とされてい
た予め該ガスを抜き取る作業が不要であり、そのまま処
理できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用される単一の真空加熱処理
炉の概略図。

【図２】本発明の方法に使用される気密に連結された複
数の処理室を有する真空加熱処理装置の概略図。

【符号の説明】

１：真空加熱処理炉、２：廃棄構造物収容治具、３：炉
内空間部、４：加熱手段、５：扉、６：凝縮器、７：ガ
ス吸着器、８：分解ガス凝縮器、９：ファン、１０：非
酸化性ガス供給源、１２：真空ポンプ、１４、１５、１
６、１７、１８、１９、２０：バルブ、２１、２３、２
４：パイプ、２２：ヒータ加熱パイプ、２５：排気ガス
放出路、１０１：廃棄構造物、１０２：真空排気室、１
０３：分解室、１０４、１０５：真空加熱蒸発室、１０
６：冷却室、１０７：予熱ガス貯蔵槽、１０８：非酸化
性ガス供給源、１１０、１１１、１１２：凝縮器、１１
３、１１４、１１５：ガス吸着器、１１６、１１７、１
１８、１１９：真空ポンプ、１２１、１２３：送風ポン
プ、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２
９、１３０、１３１、１３２：バルブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属材料、無機質材料及び有機質材料か
   ら構成されている廃棄構造物を非酸化性雰囲気下で密閉
   加熱炉内で加熱して有機質材料を分解回収し、ついで該
   密閉加熱炉内に、真空下で順次高められた複数の温度段
   階を設定し、各温度段階において蒸発する金属成分を凝
   縮回収し、溶融金属成分は溶融物として回収することに
   より、廃棄構造物の構造を破壊することを特徴とする、
   廃棄構造物の破壊処理方法。
2. 【請求項２】 溶融物受皿と被処理廃棄構造物収納部を
   備えた２段治具に収納した廃棄構造物を単一の密閉加熱
   炉に導入し、該炉内を吸引排気した後、非酸化性ガスを
   導入し、常圧又は加圧下に４００〜６５０℃に加熱し、
   ついで凝縮器を介して炉内ガスを吸引し、発生する有機
   物のガス及び／又は液体を回収し、ついで炉内の廃棄構
   造物を真空下に加熱して廃棄物温度を段階的に上昇さ
   せ、各温度段階で発生する金属蒸気を凝縮器で回収し、
   溶融金属成分は治具受皿に溶融物として回収することに
   より、前記廃棄構造物の構造を破壊することを特徴とす
   る、廃棄構造物の破壊処理方法。
3. 【請求項３】 真空排気室に続く有機材料加熱分解室及
   び該有機材料加熱分解室に接続されていて、相互に気密
   に連結されている複数の真空加熱炉に、溶融物受皿と被
   処理廃棄構造物収納部とを備えた２段治具に収納した廃
   棄構造物を順次導入して、前記有機材料加熱分解室で生
   成した有機物のガス及び／又は液体を回収した後、段階
   的に高められた温度に設定されている前記複数の真空加
   熱炉に順次導入し、各真空加熱炉で発生する金属蒸気を
   凝縮回収し、溶融金属成分は前記２段治具の受皿に回収
   することにより、前記廃棄構造物の構造を破壊すること
   を特徴とする、廃棄構造物の破壊処理方法。