JPH10296227A

JPH10296227A - 都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法

Info

Publication number: JPH10296227A
Application number: JP9127902A
Authority: JP
Inventors: Yoji Hirota; 洋二廣田; Masayasu Yamazaki; 正康山▲崎▼; Hitoshi Ogata; 仁緒形; Koichi Hashimoto; 光一橋本; Michiro Ishizaki; 倫朗石▲崎▼
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】都市ごみの焼却灰から高純度な磁性材料を
効率良く回収できる都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収
方法を提供する。リサイクルし易い大きさの磁性材料を
回収できる都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法を提
供する。【解決手段】都市ごみを焼却した焼却灰を粉砕工程１
４で細かく粉砕し、精選磁選工程１６において、その中
からフェライトを磁力によって選別する。このように、
磁選前に焼却灰を粉砕するので、フェライトと非磁性体
とが精度良く分離でき、これにより高純度のフェライト
が得やすい。その後、必要に応じて、磁選で得られた高
純度のフェライトの粉体を、焼結工程１７において高熱
で焼結することにより、高純度でかつ取り扱いやすい大
きさの磁性材料となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、都市ごみ焼却灰
から磁性材料を回収する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】生活圏から排出された一般廃棄物である
都市ごみは、清掃車などにより収集され、その一部がご
み処理工場の焼却炉により焼却される。焼却後の焼却灰
中には、例えばＡｌ、Ｍｇ、Ｐなどの各種の有用資源が
含まれていることは従前から良く知られている。例え
ば、鉄資源としてリサイクル可能なフェライトもその一
種である。従来、焼却灰に含有されたフェライトを産業
上利用できる程度に効率良く回収する方法は開発されて
いなかった。したがって、この利用価値の高いフェライ
トを灰中に残したまま、衛生的な最終処理を目的とし
て、例えば周辺を囲いや擁壁などで覆われた安定型処分
場や管理型処分場に埋められて最終処分されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
有用資源のリサイクルが世界的に提唱されている。これ
を受け、日本でもリサイクル法を制定し、全国の自治
体、ごみ処理業者および民間企業などに対して、可能な
限り廃棄物中に含まれる有用資源の再利用化を推進する
ように指導している。発明者らは、このような近年のご
み処理事情に鑑み、都市ごみの焼却灰中に含まれる各種
有用資源のうちで、磁力により比較的容易に灰中から取
り出せるフェライトに着目した。すなわち、磁性体およ
び非磁性体が混在する焼却灰を細かく粉砕し、粉砕する
ことで高純度化されたフェライトを磁選し、その後、こ
れを焼結することで、都市ごみの焼却灰の中から高純度
でかつリサイクルし易い大きさの磁性材料を効率良く取
り出せることを見出し、この発明を開発するに至った。

【０００４】

【発明の目的】この発明は、都市ごみの焼却灰から高純
度な磁性材料を効率良く回収できる都市ごみ焼却灰から
の磁性材料回収方法を提供することを、その目的として
いる。また、この発明は、リサイクルし易い大きさの高
純度な磁性材料を効率良く回収できる都市ごみ焼却灰か
らの磁性材料回収方法を提供することを、その目的とし
ている。さらに、工程数の削減ができる都市ごみ焼却灰
からの磁性材料回収方法を提供することを、その目的と
している。さらに、この発明は、より高純度の磁性材料
を回収できる都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法を
提供することを、その目的としている。さらにまた、こ
の発明は、より高純度の磁性材料をより効率良く回収で
きる都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法を提供する
ことを、その目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、都市ごみの焼却灰を粉砕する工程と、この粉砕後の
都市ごみの焼却灰を磁選してフェライトを分離する工程
と、を備えた都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法で
ある。ここでいう都市ごみとは、都市などの生活圏から
排出される一般廃棄物をいう。すなわち、ここで取り扱
う一般廃棄物の主なものには、ごみ処理工場で焼却処分
される一般ごみのうち、紙類、ちゅうかい、繊維、木、
竹類などの可燃ごみが挙げられる。なお、現実的な分別
ごみの収集状況から、この中には、一部のプラスチッ
ク、ゴム、金属、ガラス・陶器類、雑物などの不燃・焼
却不適ごみも含まれる。

【０００６】都市ごみの焼却灰の粉砕サイズは、細かく
粉砕すればするほど高純度のフェライトが得やすいもの
の、１〜２０μｍ、特に１〜１０μｍが好ましく、１μ
ｍ未満では粉砕に要するエネルギの割に純度が上がら
ず、経済的でなく、２０μｍを超えると不純物の割合が
多く純度が悪い。こうして粉砕された焼却灰は、例えば
湿式磁選により選別される。具体的には、粉砕された焼
却灰をスラリー化し、これを例えば低磁力ドラム型磁選
機へ投入し、細かい粉砕物中から高純度のフェライトを
ドラムの周面に着磁して分離する。このときの低磁力ド
ラム型磁選機の運転条件は、例えば磁束密度１５００
Ｇ、ドラム回転数１４〜８３ｒｐｍ、周速度１３．５〜
８０．３ｍ／ｍｉｎである。なお、これらの事柄は、請
求項２および請求項５の場合にも適合する。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、上記磁選
工程で得られたフェライトを焼結して磁性材料を製造す
る工程を有する請求項１に記載の都市ごみ焼却灰からの
磁性材料回収方法である。磁選されたフェライトを焼結
して磁性材料を造る焼結炉としては、一般の焼結に用い
られる電気炉でよく、雰囲気が可変なものが良い。この
フェライトの焼結工程は、ごみ処理工場内に付設された
焼結炉により実施しても、これとは全く無関係な焼結工
場で行ってもよい。

【０００８】さらに、請求項３に記載の発明は、上記都
市ごみの焼却灰の粉砕工程が、粉砕灰の超音波分散を伴
う湿式の粉砕である請求項１または請求項２に記載の都
市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法である。焼却灰の
超音波分散に利用される超音波は、一般の超音波分散に
利用される波長の１５〜３０Ｈｚが好ましい。焼却灰の
超音波分散に使用される超音波分散装置も一般の分散に
使用されるものでよい。

【０００９】さらにまた、請求項４に記載の発明は、上
記都市ごみの焼却灰の粉砕工程では、上記焼却灰を１０
μｍ以下に粉砕する請求項１〜請求項３のうち何れか１
項に記載の都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法であ
る。都市ごみの焼却灰の特に好ましい粉砕サイズは、１
〜１０μｍである。この範囲にすることで、高純度のフ
ェライトが経済的に得られる。１０μｍ以下に粉砕する
装置としては、例えばボールミルが挙げられる。

【００１０】そして、請求項５に記載の発明は、都市ご
みの焼却灰を２０ｍｍ以下に分級する工程と、この分級
後の焼却灰を粗選磁選してフェライトを含有する着磁物
を分離する工程と、この粗選磁選による着磁物を乾燥し
て１０μｍ以下に粉砕する工程と、この粉砕後の微細化
された着磁物を分散を目的としたアルコール等の液体中
で超音波分散させる工程と、この超音波分散後の着磁物
を精選磁選してフェライトを分離する工程と、この分離
されたフェライトを所定の大きさに焼結して磁性材料を
造る工程とを備えた都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収
方法である。分級装置としては、周知のものが採用でき
る。また、焼却灰の粗選磁選（磁力による粗選）には、
湿式と乾式とがある。

【００１１】湿式粗選の場合には、例えば焼却灰をスラ
リー化し、これを例えば２００００Ｇの電磁石を有する
高勾配磁気分離機のキャニスタ部へ投入して、所定流量
で上方流送すると、フェライトを含む着磁物がマトリッ
クスに着磁し、非着磁物は流出される。その後、リンス
工程として、バルブ切り替えを行い、清水を上方向へ流
することで、着磁物の洗浄を行う。このとき、着磁物に
付着していた非着磁物を洗い流す。それから、バックク
ラッシュ工程へ移る。ここでは、電磁石の電源を切って
バルブ切り替えを行い、キャニスタ上部より清水と空気
を流した後、清水を流送し、着磁物を系外へ排出する。

【００１２】一方、乾式粗選の場合には、例えば定量フ
ィーダから切り出された焼却灰を、エジェクタにより高
勾配磁気分離機のキャニスタ部へ投入する。投入された
焼却灰は、この分離機内を所定流速のブロアにより風送
される。着磁物は、キャニスタ内のマトリックスに着磁
し、非着磁物は流出して捕集する。その後、定量フィー
ダからの焼却灰の供給を停止し、着磁物をリンスする。
そして、バルブを切り替えて電磁石の電源を切り、着磁
物をマトリックスから離脱させた後、捕集する。

【００１３】着磁物の乾燥時間は、乾燥温度によって異
なるが、１２〜４８時間が好ましい。好ましい具体的な
一例としては、１０５℃、２４時間である。着磁物の超
音波分散時に使用される液体としては、例えばアルコー
ルなどが挙げられる。なお、精選磁選とは上記粗選磁選
に対する意義を有し、磁力による精選を意味する。ま
た、その具体的な手法は上記粗選磁選の場合と同等とす
ることもできる。

【００１４】

【作用】この発明にあっては、まず都市ごみを焼却した
焼却灰を細かく粉砕し、その中からフェライトを磁力に
よって選別する。このように、磁選前に焼却灰を粉砕す
るので、フェライトと非磁性体とが細かく分離でき、こ
れにより高純度のフェライトが効率良く得られる。

【００１５】特に、請求項２に記載の発明にあっては、
磁選により得られた高純度のフェライトの粉体を高熱で
焼結するので、高純度でかつ取り扱いやすい大きさの磁
性材料が得られる。

【００１６】また、請求項３に記載の発明にあっては、
超音波分散を伴う湿式粉砕により都市ごみの焼却灰を粉
砕するので、粉砕工程において、粉砕物の超音波分散も
同時にでき、これにより磁性材料の回収工程数を削減で
きる。

【００１７】また、請求項４に記載の発明にあっては、
都市ごみの焼却灰を粉砕する際に、この焼却灰を１０μ
ｍ以下に粉砕するので、例えば１ｍｍ以上などのように
大まかに粉砕する場合に比べて、フェライトと非磁性体
とをより細かく分離でき、この結果、より高純度の磁性
材料を回収できる。

【００１８】さらに、請求項５に記載の発明にあって
は、まず都市ごみの焼却灰を２０ｍｍ以下に分級し、次
いで分級された焼却灰を粗選磁選し、それから粗選磁選
されたフェライトを含む着磁物を乾燥して１０μｍ以下
に粉砕する。続いて、粉砕された着磁物をアルコール中
で超音波分散する。この超音波分散により、粉砕しただ
けの場合に比べてさらに高純度のフェライトが得られ
る。その後、超音波分散されたフェライトを含む着磁物
を精選磁選して、より以上に高純度のフェライトを得
る。そして、得られたフェライトを焼結することで、よ
り以上高純度化された磁性材料を、より効率良く回収で
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係
る都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法を示すフロー
シートである。この実施例によれば、図１に示すよう
に、ごみ処理工場から排出された都市ごみの焼却灰は、
まず都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収ライン１０にお
いて、都市ごみの焼却灰を２０ｍｍ以下に分級する分級
工程１１へ送られる。分級工程１１には、編み目の大き
さが２０ｍｍの金網が張られた分級装置を備えており、
都市ごみの焼却灰を分級機に通すことにより、２０ｍｍ
を超える大きさの焼却灰が網上に残って廃棄処理工程１
９へ送られる一方、網下には２０ｍｍ以下の焼却灰が篩
い落とされる。

【００２０】その後、篩い落とされた焼却灰には、水が
加えられてミキサ中で混練されることで、スラリー化す
る。これを２００００Ｇの電磁石を有する高勾配磁気分
離機へ投入して、その中からフェライトを含む着磁物を
磁選する。具体的には、高勾配磁気分離機のキャニスタ
部へスラリーを投入する。これにより、スラリーは所定
流量で上方流送され、途中、電磁力によりマトリックス
にフェライトを含む着磁物が着磁する。残った非着磁物
はそのまま流出して、重金属回収工程２０へ送られる。
一方、磁選された着磁物は、バルブ切り替えにより水洗
され、表面に付着していた非着磁物が除去される。それ
から、電磁石の電源を切るとともに、バルブ切り替えを
行い、キャニスタ上部から清水と空気を流し、また清水
を流送してフェライトを含む着磁物を系外へ排出する。

【００２１】その後、この排出された着磁物は、乾燥装
置を備える乾燥工程１３へと搬送される。ここでは、１
０５℃の高温雰囲気中で２４時間乾燥される。次に、乾
燥後のフェライトを含む着磁物は、チューブミル型の粉
砕機を備えた粉砕工程１４へ送られる。粉砕工程１４で
は、着磁物の８５％が１０μｍ以下になるまで粉砕され
る。このように細かく粉砕されることで、フェライトと
非磁性体とをより細かく分離でき、この結果、より高純
度のフェライトを磁選できる。

【００２２】こうして粉砕されたフェライトを含む着磁
物は、次の分散工程１５でさらに微細に分散される。す
なわち、アルコール（ここではエタノール）を入れた分
散槽中にこの着磁物を投入し、２０ＫＨｚの超音波を２
分間かけることで、これを超音波分散させる。これによ
り、さらに高純度のフェライトが得易くなる。なお、粉
砕工程１４を湿式とし、これを分散工程１５とを一体化
させれば、磁性材料回収ラインの工程数を削減できる。

【００２３】次いで、分散処理されたフェライトを含む
着磁物は、精選磁選工程１６へ送られる。この精選磁選
工程１６では、スラリー化された着磁物が、低磁力ドラ
ム型磁選機へ投入され、分散によりさらに微細化された
フェライトが、磁束密度１５００Ｇ、ドラム回転数２ｒ
ｐｍ、周速度０．５ｍ／ｍｉｎで回転しているドラム
の表面に着磁されることで分離される。磁着できなかっ
た非着磁物は、上記重金属回収工程２０へ送られる一
方、ドラムに磁着された着磁物は、焼結工程１７へ搬送
される。

【００２４】焼結工程１７は、バッチ式の焼結炉を備え
ており、所定量の精選磁選された高純度のフェライトを
炉内へ投入し、その後、１０００℃、２時間だけ熱処理
することにより高純度の磁性材料が得られ、その後、得
られた磁性材料は、磁性材料回収工程１８において回収
される。

【００２５】なお、図１のフローシートには、分級工程
１１において、網上残物および網下落下物の分級割合
（４割：６割）と、この網下落下物の焼却灰全体におけ
る割合（括弧内数値の６０重量％）を記載している。ま
た、粗選および精選磁選工程１２、１６においては、非
着磁物および着磁物の磁選割合（粗選側＝８割：２割、
粗選側＝４割：６割）と、各着磁物の焼却灰全体におけ
る割合（括弧内数値で粗選側＝１２重量％、精選側＝７
重量％）を記載している。すなわち、この実施例の操業
では、都市ごみの焼却灰１００重量％中から、７重量％
のフェライトを回収できたことになる。

【００２６】このように、細かく粉砕した都市ごみの焼
却灰からフェライトを磁選し、それを焼結して所定大き
さの磁性材料を造るようにしたので、都市ごみの焼却灰
中から高純度でかつリサイクルし易い大きさの磁性材料
を効率良く回収できる。これを証明するため、実施例の
操業とは別に、同じ都市ごみの焼却灰中に含まれるフェ
ライトの割合をサンプル調査したところ、焼却灰中には
１０重量％のフェライトが含まれていることが分かっ
た。すなわち、実施例の操業では、焼却灰（１００重量
％）中にフェライトが７重量％回収されており、実際の
焼却灰中に含まれるフェライト１０重量％と比較して、
良好な回収率が得られた。

【００２７】また、都市ごみの焼却灰を１０μｍ以下に
粉砕するようにしたので、例えば１ｍｍ以上などのよう
に大まかに粉砕する場合に比べて、フェライトと非磁性
体とを細かく分離でき、この結果、より高純度の磁性材
料を回収できる。さらに、都市ごみの焼却灰を２０ｍｍ
以下に分級して粗選磁選し、次いで乾燥後に１０μｍ以
下に粉砕し、それから粉砕されたフェライトを含む着磁
物をアルコール中で超音波分散し、続いて着磁物中から
フェライトを精選磁選し、得られたフェライトを所定大
きさに焼結するようにしたので、より高純度の磁性材料
をより効率良く回収できる。なお、この発明は、これら
の実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない
範囲での設計変更などがあっても本発明に含まれる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
る都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法によれば、粉
砕した都市ごみの焼却灰からフェライトを磁選するよう
にしたので、都市ごみの焼却灰中から高純度の磁性材料
を効率良く回収できる。

【００２９】特に、請求項２に記載の発明にあっては、
磁選された高純度のフェライトを高熱で所定大きさに焼
結するので、リサイクルし易い大きさの磁性材料を効果
的に回収できる。

【００３０】また、請求項３に記載の発明にあっては、
超音波分散を伴う湿式粉砕によって焼却灰を粉砕するよ
うにしたので、粉砕時に粉砕物の超音波分散も行え、こ
れにより磁性材料の回収工程数を削減できる。

【００３１】さらに、請求項４に記載の発明にあって
は、都市ごみの焼却灰を１０μｍ以下に粉砕するように
したので、例えば１ｍｍ以上などのように大まかに粉砕
する場合に比べて、フェライトと非磁性体とを細かく分
離でき、この結果、より高純度の磁性材料を回収でき
る。

【００３２】さらにまた、請求項５に記載の発明にあっ
ては、都市ごみの焼却灰を２０ｍｍ以下に分級して粗選
磁選し、次いで乾燥後に１０μｍ以下に粉砕し、それか
ら粉砕されたフェライトを含む着磁物をアルコール中で
超音波分散し、続いてフェライトを精選磁選し、得られ
たフェライトを所定大きさに焼結するようにしたので、
より高純度の磁性材料をより効率良く回収できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る都市ごみ焼却灰から
の磁性材料回収方法を示すフローシートである。

【符号の説明】

１０都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収装置、１１分級工程、１２粗選磁選工程、１３乾燥工程、１４粉砕工程、１５分散工程、１６精選磁選工程、１７焼結工程。

フロントページの続き (72)発明者緒形仁福岡県北九州市八幡西区洞南町１番１号三菱マテリアル株式会社セメント開発センタ−内 (72)発明者橋本光一福岡県北九州市八幡西区洞南町１番１号三菱マテリアル株式会社セメント開発センタ−内 (72)発明者石▲崎▼ 倫朗福岡県北九州市八幡西区洞南町１番１号三菱マテリアル株式会社セメント開発センタ−内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】都市ごみの焼却灰を粉砕する工程と、この粉砕後の都市ごみの焼却灰を磁選してフェライトを
分離する工程と、を備えた都市ごみ焼却灰からの磁性材
料回収方法。
【請求項２】上記磁選工程で得られたフェライトを焼
結して磁性材料を製造する工程を有する請求項１に記載
の都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収方法。
【請求項３】上記都市ごみの焼却灰の粉砕工程が、粉
砕灰の超音波分散を伴う湿式の粉砕である請求項１また
は請求項２に記載の都市ごみ焼却灰からの磁性材料回収
方法。
【請求項４】上記都市ごみの焼却灰の粉砕工程では、
上記焼却灰を１０μｍ以下に粉砕する請求項１〜請求項
３のうち何れか１項に記載の都市ごみ焼却灰からの磁性
材料回収方法。
【請求項５】都市ごみの焼却灰を２０ｍｍ以下に分級
する工程と、この分級後の焼却灰を粗選磁選してフェライトを含有す
る着磁物を分離する工程と、この粗選磁選による着磁物を乾燥して１０μｍ以下に粉
砕する工程と、この粉砕後の微細化された着磁物を分散を目的としたア
ルコール等の液体中で超音波分散させる工程と、この超音波分散後の着磁物を精選磁選してフェライトを
分離する工程と、この分離されたフェライトを所定の大きさに焼結して磁
性材料を造る工程とを備えた都市ごみ焼却灰からの磁性
材料回収方法。