JP6008229B2 - 金属回収装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用済みの電気電子機器の有用金属の回収装置に関する。

例えばプリント基板から金属を回収する装置が提案されている。
特許文献１は、プリント基板を加熱炉で３００〜４５０度に加熱することで、樹脂からガスを放出させ、ガス放出によって樹脂を消失する。
特許文献１では、加熱炉でのプリント基板の加熱を、大気中のような酸素含有雰囲気中で行う。酸素含有雰囲気中で加熱することで、樹脂からハロゲン化炭化水素の他に炭酸ガスを放出させ、還元雰囲気中でプリント基板を加熱する場合と比較して、ハロゲン化炭化水素の発生量を減らしている。
特許文献２は、容器内で空気を供給することなくプリント基板を加熱することで樹脂を炭化させる。また、容器内で発生した水分、炭酸ガス、ハロゲン物質ガスは、容器内の圧力が高まると容器外に排出している。
特許文献３は、プラスチック・金属積層体廃棄物を、空気を断った状態でプラスチック加熱分解機中に供給することにより、プラスチック分は無酸素下で熱分解ガス化され、ガス／タールといった気体成分と固体の炭化物粒子にしている。

特開平１０−３１４７１１号公報 特開２０００−２８８５０９号公報 特開平９−３２３０７６号公報

しかし、特許文献１のように、酸素含有雰囲気中で加熱すると、燃焼し高温下にさらされるとともに酸化が生じてしまう。
また、特許文献２では、容器内で発生した水分、炭酸ガス、ハロゲン物質ガスの排出は、内部圧力が高まった場合に行うため、ガス化した物質がタール状となって金属に大量に再付着してしまう。
また、特許文献３では、プラスチック・金属積層体廃棄物の供給は、空気を断った状態で行うとしているが、生成ガスをプラスチック・金属積層体廃棄物に直接接触させており、燃焼のための空気を供給している。また、生成ガス温度の調整のために、プラスチック加熱分解機中に二次空気が吹き込まれている。従って、特許文献３では、燃焼によって高温下にさらされるとともに酸化が生じてしまう。

そこで本発明は、金属以外の物質を、燃焼させることなく炭化させ、気体成分を除去することで、金属へのタール付着をなくし、金属表面を剥離しやすい炭化物だけで被覆した状態とすることで、その後の金属回収を容易にすることができる金属回収装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の金属回収装置は、金属と樹脂を含む回収資源から前記金属を回収する金属回収装置であって、前記回収資源を収容する処理容器と、前記処理容器を前記処理容器外から加熱する加熱室と、前記処理容器内が加熱されることで発生する気体を流出させる排出管と、前記加熱室とは別に設けて前記加熱室に導く燃焼ガスを発生させる燃焼室と、前記燃焼室に空気や熱風を導入するバーナーと、前記燃焼室にブロワーから供給される空気を導く吸引管とを備え、前記処理容器として、前記回収資源を収容する第１の処理容器と、前記第１の処理容器を内部に収容し、前記加熱室を隣接させて加熱温度を２５０〜４００度とする第２の処理容器とで構成し、前記排出管の一端を前記第１の処理容器内に配置し、前記排出管の他端を前記吸引管内で下流側に開口するように配置し、前記第１の処理容器には、前記第１の処理容器外からの新たな空気の流入がなく、前記第１の処理容器内で発生する前記気体とともにタール成分を、前記ブロワーから供給され前記吸引管を流れる空気によって前記排出管内を負圧にすることで、発生とともに速やかに前記排出管から前記吸引管に流出させ、前記燃焼室に排出させることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の金属回収装置において、前記回収資源を前記第１の処理容器内で攪拌することを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の金属回収装置において、前記第１の処理容器内に多数のセラミックボールを配設したことを特徴とする。

本発明によれば、タール成分のない炭化成分だけが金属表面に存在する状態にでき、炭化物を金属から容易に剥離できるとともに、金属表面に存在する炭化物により金属の酸化も確実に防止される。

本発明の一実施例による金属回収装置の概略構成図 本発明の他の実施例による金属回収装置の概略構成図

本発明の第１の実施の形態による金属回収装置は、回収資源を収容する処理容器と、処理容器を処理容器外から加熱する加熱室と、処理容器内が加熱されることで発生する気体を流出させる排出管と、加熱室とは別に設けて加熱室に導く燃焼ガスを発生させる燃焼室と、燃焼室に空気や熱風を導入するバーナーと、燃焼室にブロワーから供給される空気を導く吸引管とを備え、処理容器として、回収資源を収容する第１の処理容器と、第１の処理容器を内部に収容し、加熱室を隣接させて加熱温度を２５０〜４００度とする第２の処理容器とで構成し、排出管の一端を第１の処理容器内に配置し、排出管の他端を吸引管内で下流側に開口するように配置し、第１の処理容器には、第１の処理容器外からの新たな空気の流入がなく、第１の処理容器内で発生する気体とともにタール成分を、ブロワーから供給され吸引管を流れる空気によって排出管内を負圧にすることで、発生とともに速やかに排出管から吸引管に流出させ、燃焼室に排出させるものである。本実施の形態によれば、処理容器内には新たな空気が導入されないため、処理容器内の回収資源は、燃焼することなく炭化される。従って、タール成分のない炭化成分だけが金属表面に存在する状態にでき、炭化物を金属から容易に剥離できるとともに、金属表面に存在する炭化物により金属の酸化も確実に防止される。また、第２の処理容器内に、複数の第１の処理容器を収容することができ、回収資源の種類によって処理容器を分けることができ、処理容器毎に加熱時間や加熱温度を異ならせることができる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による金属回収装置において、回収資源を第１の処理容器内で攪拌するものである。本実施の形態によれば、回収資源を攪拌することで、より均一な炭化処理を行え、効率的にガス化と炭化を行うことができる。

本発明の第３の実施の形態は、第１または第２の実施の形態による金属回収装置において、第１の処理容器内に多数のセラミックボールを配設したものである。本実施の形態によれば、多数のセラミックボールを配設することで処理容器内の温度を効果的に維持するとともに電磁波を作用させ、高温度を一定に維持することができる。

以下に本発明の一実施例を図１に示す。
図１は本発明の一実施例による金属回収装置の概略構成図である。
本実施例による金属回収装置は、回収資源１を収容する第１の処理容器２と、第１の処理容器２を内部に収容する第２の処理容器３と、第２の処理容器３を加熱する加熱室４と、第１の処理容器２内が加熱されることで発生する気体を流出させる排出管５と、加熱室４に導く燃焼ガスを発生させる燃焼室６と、燃焼室６に空気や熱風を導入するバーナー７とを備えている。
本実施例では、第２の処理容器３と加熱室４との間を通気孔を有する板材４ａで仕切るとともに第２の処理容器３に燃焼ガス導出口４ｂを設けることで、燃焼ガスは加熱室４から第２の処理容器３内に導入されるように構成している。なお、少なくとも第２の処理容器３内には空気導入口を設けず、第２の処理容器３内に新たな空気は導入しない。
排出管５は吸引管８内で下流側に開口するように設けられている。ブロワー９から供給される空気は、吸引管８から燃焼室６に導かれるが、排出管５内は吸引管８を流れる空気によって負圧になり、排出管５内の気体は流出する。
ここで回収資源１は、回収された電化製品や機械器具から分別したプリント回路基板、モータ部品、コンデンサなど、金属と樹脂を含む資源である。

第１の処理容器２には蓋が設けられており、回収資源１を第１の処理容器２内に投入後に蓋を閉じ、蓋を閉じた状態では、排出管５以外から気体が第１の処理容器２内に流入しない。ただし、本実施例のように第２の処理容器３に第１の処理容器２を収容する場合には、第１の処理容器２の密閉度は高くなくてもよい。
本実施例のように処理容器として、第１の処理容器２と第２の処理容器３とで構成する場合には、第２の処理容器３内に複数の第１の処理容器２を収容することができる。同じ回収資源１をそれぞれの第１の処理容器２に収容してもよいが、例えばプリント回路基板だけを分別して第１の処理容器２に収容し、モータ部品だけを別の第１の処理容器２に収容することで、第２の処理容器３内での加熱時間や加熱温度を、第１の処理容器２毎に異ならせることができる。

排出管５は、第１の処理容器２に設けられている。排出管５は、一端が第１の処理容器２内に位置し、他端が吸引管８内に位置している。排出管５の他端は、吸引管８内において下流側に向けて開口させる。従って、排出管５内の気体は、吸引管８を流れる空気によって導出される。
第２の処理容器３は、加熱室４が隣接し、加熱室４によって加熱される。第１の処理容器２及び第２の処理容器３内の温度は、２５０〜４００度が適している。加熱温度は金属以外の樹脂をはじめとする有機物の炭化に必要な温度とし、１８０度以下では十分でない。
加熱室４には、燃焼室６の燃焼ガスが導かれる。加熱室４とは別に燃焼室６を設けることで、加熱室４の温度の調整が容易となり、加熱温度を２５０〜４００度程度の温度に維持しやすくなる。

吸引管８にはブロワー９が設けられ、ブロワー９によって、排出管５から流出させる気体を燃焼室６に導いている。第１の処理容器２内で発生する気体は、第１の処理容器２の温度上昇により、排出管５の一端から他端に流れ、排出管５の他端から吸引管８に流出する。従って、第１の処理容器２内で発生するタール成分は、発生とともに速やかに第１の処理容器２外に排出され、第１の処理容器２内に残留しないため、第１の処理容器２内でタール成分が付着することを防止できる。
ブロワー９は、排出管５からの気体排出をするもので、小さい風量で運転する。
第１の処理容器２には、内壁面に多数のセラミックボール１０を配設している。多数のセラミックボール１０を配設することで第１の処理容器２内の温度を効果的に維持するとともに電磁波を作用させ、高温度を一定に維持することができる。

以下に本装置を用いた処理方法について説明する。
燃焼室６及びバーナー７を運転し、燃焼ガスを加熱室４に導く。
第２の処理容器３は、加熱室４によって加熱され２５０〜４００度に維持される。
第１の処理容器２は、あらかじめ第２の処理容器３内に収容しておくか、第２の処理容器３内が所定の温度に上昇した後に収容する。
第１の処理容器２が２５０〜４００度に加熱されることで、回収資源１に含まれている樹脂、その他の有機物は、炭化するとともにガス化する。第１の処理容器２には、第１の処理容器２外からの気体の流入がなく、第１の処理容器２内で発生する気体は排出管５から排出させる。第１の処理容器２内には新たな空気が導入されないため、第１の処理容器２内の有機物は、燃焼することなく炭化される。従って、タール成分のない炭化成分だけが金属表面に存在する状態にできる。

このように、本装置を用いて処理を行うと、金属は、タール成分のない炭化成分だけが表面を覆った状態にすることができる。従って、本装置を用いた処理を行った後の金属は、炭化物を金属から容易に剥離できる。また、金属表面に存在する炭化物によって金属は酸化されていない。

図２は本発明の他の実施例による金属回収装置の概略構成図である。上記実施例と同一構成物には同一符号を付して説明を省略する。
第１の処理容器２０は、回収資源１を攪拌する回転羽根２１を備えている。この回転羽根２１は、回転軸２１ａに複数の羽根２１ｂを設けて構成され、外部に設置したモータ２２によって回転し、回収資源１を攪拌する。
回転軸２１ａの軸受け部には、カバー２３が設けられ、カバー２３には、排出管２４を設けている。排出管２４は、一端がカバー２３内に位置し、他端が吸引管８内に位置している。排出管２４の他端は、吸引管８内において下流側に向けて開口させる。従って、排出管２４内の気体は、吸引管８を流れる空気によって導出され、カバー２３内は負圧となり、カバー２３から回転軸２１ａの軸受け部に外部空気が導入されることを防止できる。
排出管２４を設けることで、回転軸２１ａの軸受け部を通って第１の処理容器２０内に外部から空気が流入することを防止でき、燃焼を生じることなく炭化させることができる。
第１の処理容器２０には、回収資源１を投入する投入口２０ａと、炭化処理後の回収資源１を排出する排出口２０ｂとを備えている。投入口２０ａ及び排出口２０ｂは、炭化処理中は閉じられており、第１の処理容器２０内に外部から空気が流入することはない。

本実施例によれば、回収資源１を第１の処理容器２０内で攪拌することで、より均一な炭化処理を行え、効率的にガス化と炭化を行うことができる。
また、本実施例においても、第１の処理容器２０の内壁面に多数のセラミックボール１０を配設することで第１の処理容器２０内の温度を効果的に維持するとともに電磁波を作用させ、高温度を一定に維持することができる。

本発明によれば、回収された電化製品や機械器具から分別したプリント回路基板、モータ部品、コンデンサから金属を回収することができる。

１ 回収資源
２ 第１の処理容器
３ 第２の処理容器
４ 加熱室
５ 排出管
６ 燃焼室
７ バーナー
８ 吸引管
１０ セラミックボール
２０ 第１の処理容器

Claims (3)

1. 金属と樹脂を含む回収資源から前記金属を回収する金属回収装置であって、
   前記回収資源を収容する処理容器と、
   前記処理容器を前記処理容器外から加熱する加熱室と、
   前記処理容器内が加熱されることで発生する気体を流出させる排出管と、
   前記加熱室とは別に設けて前記加熱室に導く燃焼ガスを発生させる燃焼室と、
   前記燃焼室に空気や熱風を導入するバーナーと、
   前記燃焼室にブロワーから供給される空気を導く吸引管と
   を備え、
   前記処理容器として、
   前記回収資源を収容する第１の処理容器と、
   前記第１の処理容器を内部に収容し、前記加熱室を隣接させて加熱温度を２５０〜４００度とする第２の処理容器と
   で構成し、
   前記排出管の一端を前記第１の処理容器内に配置し、
   前記排出管の他端を前記吸引管内で下流側に開口するように配置し、
   前記第１の処理容器には、前記第１の処理容器外からの新たな空気の流入がなく、前記第１の処理容器内で発生する前記気体とともにタール成分を、前記ブロワーから供給され前記吸引管を流れる空気によって前記排出管内を負圧にすることで、発生とともに速やかに前記排出管から前記吸引管に流出させ、前記燃焼室に排出させることを特徴とする金属回収装置。
2. 前記回収資源を前記第１の処理容器内で攪拌することを特徴とする請求項１に記載の金属回収装置。
3. 前記第１の処理容器内に多数のセラミックボールを配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属回収装置。