JP2020093184A - 金属含有廃棄物の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から金等の有価金属を効率よく回収する。【解決手段】金属含有廃棄物を破砕し、破砕された金属含有廃棄物を磁力選別し、磁力選別によって選別された磁着物を破砕し、破砕された磁着物を選別して微粉を回収する金属含有廃棄物の処理方法。メッキ剥離剤等を使用せず、金属含有廃棄物から磁着物の微粉に金等の有価金属を効率よく回収することができる。前記破砕された磁着物を選別するにあたって、磁力選別、篩選別又は風力選別を用いることができ、前記金属含有廃棄物を破砕する前に、該金属含有廃棄物を加熱して脆化させたり、磁着物に発錆剤を塗布することでシュレッダーダスト等の金属含有廃棄物を効率よく処理することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、金属含有廃棄物の処理方法及び処理装置に関し、特に、都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等から金等の有価金属を回収する技術に関する。

都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から鉄等の有価金属を回収する際には、金属含有廃棄物を破砕、粉砕、解砕した後、磁力選別機で有価金属を回収するのが一般的である（例えば、特許文献１、２）。

また、都市ごみから銅、亜鉛、鉄、鉛等の有価金属を回収するにあたって、特許文献３には、都市ごみを焼却する焼却炉と、焼却炉で生じた飛灰を水洗して脱塩する水洗脱塩設備と、水洗脱塩設備による脱塩後の飛灰を溶融させる溶融炉とを備え、溶融炉で生じた溶融飛灰を水洗脱塩設備により水洗して脱塩し、脱塩後の溶融飛灰の一部を溶融炉に戻す都市ごみの処理システムが記載されている。

さらに、特許文献４には、竪型ミルによって原料廃棄物を粉砕し、粉砕して得られる所定粒径分布を有するミル精粉と、所定粒径分布よりも大径側にある粒径分布を有する粗粉を含むミル排石とを選別すると共に、ミル精粉の所定粒径分布を調整するように粉砕及び選別を実行することにより、ミル排石における金等の有価金属の含有率が原料廃棄物における有価金属の含有率よりも高くなるように調整する有価金属回収方法が記載されている。

また、特許文献５には、一定の粒径に分級された粒子群からなる焼却灰を乾式比重選別機によって比重選別し、比重の小さい軽量灰を回収すると共に、比重の大きい重量灰を回収し、比重選別によって回収した重量灰を高磁力選別機の移動式ベルト面に投入し、重量灰中の非磁着性の貴金属を含む粒子を磁着性の金属を含む粒子と選別して回収することで、焼却灰中の貴金属を高品位で回収する方法が記載されている。

特開平１１−５７６５１号公報 特開２００３−１２０９２１号公報 特開２０１７−１８９７７５号公報 特許第６３７５２０５号公報 特開２０１７−１４０５５６号公報

しかし、上記特許文献１〜３に記載の発明では、鉄等の有価金属を回収することができるものの、金の回収までは考慮されていない。また、特許文献４及び５に記載の発明では金を含む非磁性粒子を高品位で回収することができるものの、金を含む磁性粒子の回収までは考慮されていない。

さらに、金属含有廃棄物に含まれる金の一部は、電子基板等で用いられる金メッキであることが想定される。そこで、磁力選別機で選別された磁着物や、磁力選別機を通過した非磁着物等に、シアンや硫酸等のメッキ剥離剤を使用することが考えられるが、この場合には金以外の有害な重金属や有価金属以外の無機成分が溶出してしまい、廃液の処理が困難になると共に、金の回収率が低下するなどの問題があった。

そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、都市ごみ焼却灰やシュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から金等の有価金属を効率よく回収することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、金属含有廃棄物の処理方法であって、金属含有廃棄物を破砕し、該破砕された金属含有廃棄物を磁力選別し、該磁力選別によって選別された磁着物を破砕し、該破砕された磁着物を選別して微粉を回収することを特徴とする。

本発明によれば、メッキ剥離剤等を使用せず、金属含有廃棄物から磁着物の微粉に金等の有価金属を効率よく回収することができる。

上記金属含有廃棄物の処理方法において、前記破砕された磁着物を選別するにあたって、磁力選別、篩選別又は風力選別を用いることができる。

また、樹脂等の可燃分と複雑に絡み合って有価金属を効率的に選別することができない金属含有廃棄物の場合には、前記金属含有廃棄物を破砕する前に、該金属含有廃棄物を加熱して脆化させることで、シュレッダーダスト等から金等の有価金属を効率よく回収することができる。

さらに、前記磁着物を破砕する前に、該磁着物に発錆剤を塗布することで、有価金属のメッキを剥離し易くすることができ、有価金属をさらに効率よく回収することができる。

また、本発明は、金属含有廃棄物の処理装置であって、金属含有廃棄物を破砕する第１の破砕機と、該第１の破砕機によって破砕された金属含有廃棄物を磁力選別する磁力選別機と、該磁力選別機によって選別された磁着物を破砕する第２の破砕機と、該第２の破砕機によって破砕された磁着物を微粉と粗粉とに選別する選別機とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、メッキ剥離剤等を使用せず、金属含有廃棄物から磁着物の微粉に金等の有価金属を効率よく回収することができる。

上記金属含有廃棄物の処理装置において、前記第２の破砕機によって破砕された磁着物を微粉と粗粉とに選別する選別機を磁力選別機、篩選別機又は風力選別機とすることができる。

また、前記第１の破砕機の前段に、金属含有廃棄物を加熱して脆化させる加熱装置を備え、該加熱装置によって加熱脆化された金属含有廃棄物を前記第１の破砕機に供給することで、シュレッダーダスト等の金属含有廃棄物から金等の有価金属を効率よく回収することができる。

以上のように、本発明によれば、金属含有廃棄物から金等の有価金属を効率よく回収することが可能となる。

本発明に係る金属含有廃棄物の処理方法の一実施の形態を説明するためのフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下の説明においては、ＡＳＲ（自動車シュレッダーダスト）から金等の有価金属を回収する場合について説明する。

図１は、本発明に係る金属含有廃棄物の処理装置の一実施の形態を示し、この処理装置１は、ＡＳＲを低温加熱して脆化させる加熱炉２と、脆化物を破砕する第１破砕機３と、破砕物を選別する風力選別機４、第１磁力選別機５、比重選別機６及び第２磁力選別機７と、第１磁力選別機５及び第２磁力選別機７で選別された磁着物から粗粒を選別する篩選別機８と、粗粒が除かれた磁着物を破砕する第２破砕機９と、第２破砕機９による破砕物を微粉と粗粉とに選別する篩選別機又は風力選別機１０とで構成される。

加熱炉２は、ＡＳＲを２５０〜４５０℃で低温加熱して脆化させるために備えられ、一般的な加熱炉の他、セメント焼成設備のクーラ抽気ダクト等を用いることができる。

第１破砕機３がカッター式の場合には、金属廃棄物のせん断によって刃が磨耗したり、金属廃棄物を過粉砕してしまう場合があり、ローラーミルは過粉砕してしまったり、金属が多い場合に振動が大きくなって運転が不安定になる場合があるため、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャー、ロータリークラッシャー又はロールクラッシャーを用いることが好ましい。

風力選別機４、１０には、ジグザグ式風力選別機や内部循環式風力選別機等を用いることができる。磁力選別機５、７には、永磁式吊下げ磁力選別機やドラム磁力選別機等を用いることができる。比重選別機６には、エアテーブル等の乾式比重選別機を用いることができる。篩選別機８、１０には、振動式、ジャイロ式 、円筒回転式、波動式等を用いることができる。

また、第２破砕機９にも、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャー等を用いることができる。

次に、上記構成を有する処理装置１による金属含有廃棄物の処理方法について、図１を参照しながら説明する。

まず、加熱炉２でＡＳＲを低温加熱し、低温加熱によって得られた脆化物を第１破砕機３で破砕した後、破砕物を各々の選別機４〜７で選別処理することで、樹脂が主体の軽産物（脆化物）と、金、銀、銅等の有価金属を多く含む重産物と、鉄が主体の磁着物に選別する。軽産物として選別された脆化物は燃料として利用することができ、重産物は精錬原料として利用することができる。

次に、磁力選別機５、７による磁力選別によって選別された磁着物から篩選別機８によって粗粒を除去した後、第２破砕機９で再度破砕する。最後に、第２破砕機９による破砕物を篩選別機又は風力選別機１０によって微粉と粗粉に選別する。このようにして得られた微粉は金、銀及び銅を含み、粗粉からは従来と同様に鉄等を回収することができる。

以上のように、本発明によれば、従来のようなメッキ剥離剤等を使用せず、ＡＳＲを低温加熱して脆化させた後、２度の破砕・選別工程を経て得られた磁着物の微粉を回収することで金等の有価金属を効率よく回収することができる。

尚、上記実施の形態においては、金属含有廃棄物としてＡＳＲを処理する場合について説明したが、都市ごみ焼却灰の金属含有廃棄物を処理することもできる。また、ＡＳＲの場合には、低温加熱による脆化を行ったが、他の金属含有廃棄物を処理する場合には必ずしも低温加熱による脆化を行う必要はない。加熱脆化が必要と判断する場合の目安は、例えば、可燃分が３０％以上含まれている場合である。また、破砕機や各選別機等の具体的な配置方法、装置の種類等についても例示に過ぎず、実施の形態に記載されたものに限定されない。

次に、本発明の第１の試験例について説明する。

都市ごみ焼却灰を破砕し、破砕された都市ごみ焼却灰を磁力選別して得られた磁着物そのもの（有姿）を比較例、この磁着物をロータリークラッシャーに投入して５秒間破砕したものを実施例１、同様に１０秒間破砕したものを実施例２として、各例の粒群毎の金属含有量及び金属含有割合を測定した。その結果を表１及び表２に各々示す。

両表より、実施例１及び実施例２共に、０．５−１ｍｍ及び＜０．５ｍｍの細粒群において、比較例よりも有価金属（Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ）の含有率が増加している。また、実施例２と実施例１とを比較した場合、破砕時間の長い実施例２の方が細粒群における有価金属（Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ）の含有率が高い。これは、比較例において粗粒側１−４ｍｍ及び４ｍｍ＜に篩選別されていた有価金属が母材の粒子から剥離して細粒側に移行したからと考えられ、本願発明による作用効果が実証された。

次に、本発明の第２の試験例について説明する。

上記都市ごみ焼却灰を破砕し、破砕された都市ごみ焼却灰を磁力選別して得られた磁着物に発錆剤を塗布して１日放置した後、ロータリークラッシャーに投入して１０秒間破砕したもの（発錆＋実施例２）を実施例３とし、粒群毎の金の含有量及び含有割合を測定し、上記比較例、実施例２における粒群毎の金の含有量及び含有割合と比較した。その結果を表３及び表４に各々示す。

両表より、実施例３は、０．５−１ｍｍ及び＜０．５ｍｍの細粒群において、比較例よりも金（Ａｕ）の含有率が大幅に増加している。また、実施例２と比較した場合、発錆剤を塗布した実施例３の方が＜０．５ｍｍの細粒群における金の含有率が大幅に高くなっている。これは、発錆剤によって母材の粒子から金メッキが剥離し易くなったからと考えられ、本願発明による作用効果が実証された。

尚、上記発錆剤としては、金属表面に錆が発生すれば特に限定されず、塩水や塩酸のようなハロゲン系の液体と、塩化水素や塩素ガスのようなハロゲン系のガスとを合わせて用いることができる。発錆のために、ハロゲン系の液体及びガスを反応させるには、ハロゲンを含む物質と磁着物を加熱することによってハロゲン系のガスと反応させるか、その加熱物を水等で洗浄し、ハロゲンが溶解した液体と反応させる方法がある。

１ 金属含有廃棄物の処理装置
２ 加熱炉
３ 第１破砕機
４ 風力選別機
５ 第１磁力選別機
６ 比重選別機
７ 第２磁力選別機
８ 篩選別機
９ 第２破砕機
１０ 篩選別機又は風力選別機

Claims (7)

1. 金属含有廃棄物を破砕し、
   該破砕された金属含有廃棄物を磁力選別し、
   該磁力選別によって選別された磁着物を破砕し、
   該破砕された磁着物を選別して微粉を回収することを特徴とする金属含有廃棄物の処理方法。
2. 前記破砕された磁着物を選別するにあたって、磁力選別、篩選別又は風力選別を用いることを特徴とする請求項１に記載の金属含有廃棄物の処理方法。
3. 前記金属含有廃棄物を破砕する前に、該金属含有廃棄物を加熱して脆化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属含有廃棄物の処理方法。
4. 前記磁着物を破砕する前に、該磁着物に発錆剤を塗布することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の金属含有廃棄物の処理方法。
5. 金属含有廃棄物を破砕する第１の破砕機と、
   該第１の破砕機によって破砕された金属含有廃棄物を磁力選別する磁力選別機と、
   該磁力選別機によって選別された磁着物を破砕する第２の破砕機と、
   該第２の破砕機によって破砕された磁着物を微粉と粗粉とに選別する選別機とを備えることを特徴とする金属含有廃棄物の処理装置。
6. 前記第２の破砕機によって破砕された磁着物を微粉と粗粉とに選別する選別機は、磁力選別機、篩選別機又は風力選別機であることを特徴とする請求項５に記載の金属含有廃棄物の処理装置。
7. 前記第１の破砕機の前段に、金属含有廃棄物を加熱して脆化させる加熱炉を備え、該加熱炉によって加熱脆化された金属含有廃棄物を前記第１の破砕機に供給することを特徴とする請求項５又は６に記載の金属含有廃棄物の処理装置。

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