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JP6938450B2 - 原料供給装置、電子・電気機器部品屑の処理装置及び電子・電気機器部品屑の処理方法 - Google Patents

原料供給装置、電子・電気機器部品屑の処理装置及び電子・電気機器部品屑の処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、原料供給装置、電子・電気機器部品屑の処理装置及び電子・電気機器部品屑の処理方法に関する。
リサイクル原料等の搬送物を搬送するための搬送手段としてコンベアが知られている。例えば、特開2009−240846号公報(特許文献1)には、アルミニウム缶などの原材料を複数のコンベアを用いて解砕機、ホッパー、シュレッダー、磁選機、非鉄選別機等へ搬送することが記載されている。
コンベアの端からその前方へ放出される原料は2方向(進行方向と鉛直方向)にベクトルを持ち、広がりながら落下するが、その落下位置を一定範囲に制御することが難しい場合がある。特に、電子・電気機器部品屑のような形状及び比重の異なる種々の部品屑が混在する原料を、コンベア等の搬送手段を用いて原料処理装置へ搬送する場合は、原料に含まれる部品屑の形状及び比重の違いや、部品屑の集合具合によって、その落下軌跡が変わり、原料を一定範囲内に集約して落下させることが困難な場合がある。
特開2009−240846号公報
本開示は、形状及び比重の異なる物質を含む原料を、予め定められた位置に集約して落下させることが可能な原料供給装置、電子・電気機器部品屑の処理装置及びこれらを用いた電子・電気機器部品屑の処理方法を提供する。
本発明の実施の形態に係る原料供給装置は一側面において、形状及び比重の異なる物質を含む原料を搬送する搬送手段からその前方へ向けて投下される原料を収容し、原料を予め定められた位置へと供給する収容部を備える原料供給装置であって、収容部の上面に原料を受け入れるための第1の開口を備える受入口と、収容部の底面に原料を排出するための第1の開口よりも小さい断面積を有する第2の開口を備える排出口と、収容部の側面前方に、搬送手段の前方へ向けて投下された原料と接触して原料を下方へ案内するように、受入口から排出口を突き抜けて垂直方向に延びる第1の案内面と、収容部の側面の第1の案内面と対向する面に、排出口と連続し、水平面に対して傾斜する傾斜面を備えた第2の案内面とを備え、第1の案内面の最下端部が、第2の案内面の傾斜方向に沿って延長した延長線と第の案内面との交点よりも下方に位置するように、第1の案内面が延びている原料供給装置が提供される。
本開示によれば、形状及び比重の異なる物質を含む原料を、予め定められた位置に集約して落下させることが可能な原料供給装置、電子・電気機器部品屑の処理装置及びこれらを用いた電子・電気機器部品屑の処理方法が提供できる。
図1(a)は本発明の実施の形態に係る原料投入装置を表す側面図であり、図1(b)は、原料投入装置の排出口が備える第2の開口部の寸法を説明する平面図である。 本発明の実施の形態に係る電子・電気機器部品屑の処理装置を表す側面図である。 図2の電子・電気機器部品屑の処理装置の部分拡大平面図である。 分散器に規定される原料落下領域を表す説明図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。
(原料供給装置)
本発明の実施の形態に係る原料供給装置は、図1に示すように、形状及び比重の異なる物質を含む原料100を搬送する搬送手段(第1の搬送手段2)から第1の搬送手段2の前方へ向けて投下される原料100を収容し、原料100を予め定められた位置へと供給する収容部41を備える原料供給装置4を備える。収容部41は上面と上面に対向する底面と、上面及び底面に接続された側面を備える。
原料供給装置4は、収容部41の上面に原料100を受け入れるための第1の開口433を備える受入口43と、収容部41の底面に原料100を排出するための第2の開口422を備える排出口42とを備える。第2の開口422は第1の開口433よりも小さい断面積を有する。
収容部41の側面前方、即ち、原料100を前方へ放出する第1の搬送手段2の前方側の収容部41の側面には、第1の搬送手段2の前方側へ向けて投下された原料100と接触して原料100を下方へ案内するように、受入口43から排出口42を突き抜けて垂直方向に延びる第1の案内面412を備える。
第1の案内面412は、電子・電気器部品屑等と接触しても変形しない程度の強度を有するように材質が選択されていてもよい。例えば、第1の案内面412としては、ゴムなどの弾性体、金属、プラスチックなどで形成することができる。第1の案内面412の表面上に原料100の落下を促すためのコーティング等が施されていても良い。また、第1の案内面412は、収容部41の前方側の側面と同一にしても良い。収容部41の側面の第1の案内面412と対向する面、即ち、収容部41の側面の後方側には、排出口42と連続し、水平面(HP)に対して傾斜する傾斜面411aを備えた第2の案内面411とを備える。
第1の搬送手段2から放出される原料100は、第1の搬送手段2による搬送によって少なくとも水平方向に移動しながら鉛直方向へと落下する。その際、原料100同士の形状や比重、原料100同士の固まり具合などの影響によって、種々の原料100が異なる落下軌跡(放物線)を描きながら原料供給装置4の受入口43内へと投入される。
第1の搬送手段2から落下する際に、第1の搬送手段2や他の原料100からはじかれて前方側へと放出された原料100の一部は、第1の案内面412の表面に当たり、収容部41の下方へと案内される。その原料100の一部は、次いで、傾斜面411aとなる第2の案内面411の表面に当たり、更に下方へと案内される。このようにして、原料100は第1の案内面412と第2の案内面411との間を下方に向かって進み、排出口42の第2の開口422から鉛直方向へ落下する。
図1(b)に示すように、排出口42の第2の開口422は矩形状であり、図1(a)に示す第1の搬送手段2の搬送面の有効幅方向(図1(a)の紙面奥行き方向)と並行な第1の方向に、第1の搬送手段2の有効幅以下となる第1の寸法S1を有し、第1の方向と直交する第2の方向に第2の寸法S2を有する。以下の具体例に制限されるものではないが、例えば第1の搬送手段2の有効幅が600mmである場合、第1の寸法S1は例えば600mm或いはそれ以下となるように設定される。
第2の寸法S2は原料100を収容部41内に収容しても内部で詰まりを起こさないような寸法とすることが好ましく、原料100の最大直径の0.5〜10倍、好ましくは1〜5倍とすることが好ましい。第2の開口422の形状は矩形に限られず、楕円形、或いは矩形の角部が丸みを帯びた形状などであってもよく、具体的形状は限定されない。
図1(a)に示すように、収容部41内を鉛直方向に延びる第1の案内面412は、その最下端部が、第2の案内面411の傾斜方向に沿って延長した延長線と第の案内面41との交点Pよりも下方に位置するように、第1の案内面412が延びている。第1の案内面412が鉛直方向に延びて配置されることにより、原料100を第1の案内面412と接触させて原料100をより鉛直方向へと誘導しやすくなる。
なお、第2の案内面411も排出口42から延在させると、排出口42が狭くなり、原料100が詰まりやすくなる場合があるため、第2の案内面411は延在させずに第1の案内面412のみを延在させることが好ましい。
第2の案内面411の傾斜面411aの水平面HPに対する傾斜角度θ2は、処理する原料によって適宜変更することができる。電子・電気機器部品屑を処理する場合には、傾斜角度θ2を45〜85°とすることが好ましく、より好ましくは50〜80°である。傾斜角度θ2を調整することにより、原料100が第1の案内面412に当たり、跳ね返って落下範囲から逸れることを抑制でき、より確実に、目標とする位置に対して原料100を集約して鉛直方向に落下させることが可能となる。
(処理装置)
図1に示す原料供給装置4は、図2に示すように、コンベアなどからなる第1の搬送手段2の搬送面2aから、第1の搬送手段2の下方にある第2の搬送手段1の搬送面1aへと原料を供給するような種々の処理装置に対して好適に用いることができる。図2の例では、形状及び比重の異なる種々の物質を含む電子・電気機器部品屑の処理装置に適用した例を示している。
即ち、本発明の実施の形態に係る電子・電気機器部品屑の処理装置は、第1の搬送手段2と、第1の搬送手段2からその前方へ投下された原料を予め定められた位置へと供給する原料供給装置4と、原料供給装置4の下方に設けられ、原料を搬送するための第2の搬送手段1と、第2の搬送手段1の搬送面1a上に配置され、原料供給装置4から供給された原料を第2の搬送手段1の搬送面1a上の複数の方向に分散させるための複数の分散面3a、3b、3c、3d、3eを備える角錐状の分散器3とを備えることができる。
第2の搬送手段1としては、原料を物理選別するための選別部(選別機)へ原料を搬送するためのコンベヤ等が好適に用いられる。図3に示すように、第2の搬送手段1は、原料の搬送方向Aと直交する方向に第1の幅D1を有する。第1の搬送手段2は原料の搬送方向と直交する方向に第1の幅D1よりも狭い第2の幅をD2を有する。
第2の幅D2が小さすぎて第1の幅D1が大きすぎると、第1の搬送手段2から第2の搬送手段1の搬送面1a全体に原料を分散させることが困難な場合がある。一方で、第2の幅D2が大きく、第1の幅D1が小さいと、原料が搬送面1aをはみ出して、搬送面1aの外側へ落下する場合がある。よって、第1の幅D1は、第2の幅D2の2〜5倍となるようにそれぞれの幅が調整されることが好ましく、より好ましくは、第1の幅D1が、第2の幅D2の2〜3倍である。
分散器3は、図2に示すように、搬送面1a上において第1の搬送手段2の下方に設けられている。図3に示すように、分散器3は、落下した原料を複数の方向に放射状に分散させるための複数の分散面3a、3b、3c、3d、3eを備える。図4の例では、分散面3a〜3eが5つ設けられており、各分散面3a〜3eが二等辺三角形の形状を有しているが、以下の形状及び個数に限定されるものではない。
例えば、分散面3a〜3eは2以上有していればよく、分散面3a〜3eの数を多くするほど原料の分散性をより向上させることができる。但し、分散面が多すぎると設計が困難になる上、原料を分散させる方向を制御することが難しくなる場合がある。以下に限定されるものではないが、分散面3a〜3eは、2〜10面程度とすることができ、より好ましくは3〜7面程度、更に好ましくは3〜5面である。
分散面3a〜3eの数は、奇数個設けられることがより好ましい。そして、複数の分散面3aから3eのうちの1の分散面3cが、搬送面1aの搬送方向Aを向くように、分散器3が搬送面1a上に位置合わせして配置されることがより好ましい。このように配置されることにより、幅方向に原料を分散させながら分散器3の前方(搬送方向)へもより多くの原料を供給することができる。
分散器3は、原料の搬送方向に複数の分散面3a〜3eが設けられており、搬送方向に向かって後方側、即ち、複数の分散面3a〜3eに対向する背面部3fは、図3に示すように、搬送面1aに対して垂直に延びる単一面となっている。背面部3fは分散面3a及び分散面3eの側辺を共有する二等辺三角形の形状を有している。即ち、分散器3は、底面を六角形とし、最上部にある頂点T(図3参照)から原料の供給方向に放射状に延びる5つの分散面3a〜3eと、頂点Tから搬送面1aに対して垂直に延びる背面部3fを有する角錐状を有している。
図2に示すように、各分散面3a〜3eは、搬送面1aに対してそれぞれ傾斜角度θ1で傾斜する傾斜面であることが好ましい。この傾斜面に沿って、第1の搬送手段2から落下した原料が分散器3の上方側から下方側へと供給されることで、図3に示すように、原料を搬送面1a上の複数の方向に分散させることが可能となる。
搬送面1aと分散面3a〜3eとのなす傾斜角度θ1が小さすぎると、原料が上手く搬送面1aへ搬送されずに原料が詰まる原因となる場合がある。一方で、搬送面1aと分散面3a〜3eとのなす傾斜角度θ1が大きすぎると、原料が搬送面1a上へ急激に落下して搬送面1aを痛める場合がある。搬送面1aと分散面3a〜3eとのなす傾斜角度θ1が30〜70°となるように形成されていることが好ましく、より好ましくは35〜50°である。
図4に示すように、分散器3には、原料供給装置4が備える原料の排出口42の直下に、原料供給装置4から落下する原料を受けるための原料落下領域31が規定されている。原料落下領域31は、分散器3をその上面からみた場合に原料供給装置4の排出口42の真下となる位置に規定されている。原料落下領域31は、排出口42と同様の矩形形状を有し、搬送方向に幅d2を有し、搬送方向と直交する方向に幅d1を有しており、原料供給装置4の排出口42の第2の寸法S2よりも原料落下領域31の搬送方向の幅d2が同じ又は若干狭くなるように設定されている。原料供給装置4の排出口42から原料落下領域31内へ原料を選択的に落下させるように構成されることで、分散器3による原料の分散方向を制御することができる。原料供給装置4の排出口42の寸法に対して原料落下領域31の搬送方向の幅d2が広くなると分散性が悪化する場合がある。
更に、原料落下領域31内における複数の分散面3a〜3eの各面積がそれぞれ等しくするように、分散器3の形状が調節されていることが好ましい。原料落下領域31内における複数の分散面3a〜3eの各面積がそれぞれ等しくなるように、分散器3の形状が調節されることによって、各分散面3a〜3e上に落下する原料の量を各分散面3a〜3e間で均一化することができるため、搬送面1a上に原料をより均一に分散させて供給することができる。
原料落下領域31を備える分散器3と原料供給装置4は、互いに適切な距離を有して配置されていることが好ましい。図1に示すように、第2の案内面411の傾斜方向に沿って延長した延長線と第1の案内面412との交点Pから第1の案内面412の最下端部までの長さL1は、原料100の最大直径の0.5〜1.5倍程度となるように調整することができる。第1の案内面412の最下端部から分散器3までの長さL2は、L1に対して1.0〜1.5倍程度となるように調整することができる。長さL1、L2を適正に調節することで、原料100として、電子・電気機器部品屑を用いた場合に、原料落下領域31内により確実に原料100を落下させることができるようになる。典型的には、第1の案内面412の最下端部と分散器3との長さL2を20〜100mm、より好ましくは50〜80mm離間させて配置することにより、原料落下領域31内に原料100をより確実に落下させて、分散器3から均一に原料100を分散させることができる。
本発明の実施の形態に係る原料供給装置4及び電子・電気機器部品屑の処理装置によれば、第1の搬送手段2から第2の搬送手段1との間に原料供給装置4及び分散器3を配置することにより、形状及び比重の異なる物質を含む原料を、予め定められた位置に集約して落下させ、これを搬送面1a上により均一に分散させることが可能となる。
(電子・電気機器部品屑の処理方法)
図1〜図4に示す原料供給装置4及び電子・電気機器部品屑の処理装置は、風力選別機、メタルソータ、カラーソータ、篩別機などの種々の選別機を用いた電子・電気機器部品屑を選別するための選別処理工程への適用に特に好適である。
ここで、本実施形態における「電子・電気機器部品屑」とは、廃家電製品・PCや携帯電話等の電子・電気機器を破砕した屑であり、回収された後、適当な大きさに破砕されたものを指す。本実施形態では、電子・電気機器部品屑とするための破砕は、処理者自身が行ってもよいが、市中で破砕されたものを購入等したものでもよい。
破砕方法として、特定の装置には限定されず、せん断方式でも衝撃方式でもよいが、できる限り、部品の形状を損なわない破砕が望ましい。従って、細かく粉砕することを目的とする粉砕機のカテゴリーに属する装置は含まれない。
電子・電気機器部品屑は、基板、ICやコネクタ等のパーツ、筐体などに使われる合成樹脂類(プラスチック)、線屑、メタル、フィルム状部品屑、破砕や粉砕によって生じる粉状物、その他、からなる部品屑に分類することができ、処理目的に応じて更に細かく分類することができる。以下に限定されるものではないが、本実施形態では、最大直径が100mm以下、より典型的には50mm以下となるように破砕されており、且つ部品屑として単体分離されている割合が重量比で70%以上の電子・電気機器部品屑を好適に処理することができる。
これら種々の種類からなる部品屑を所定の順序で処理することにより、例えば、選別物を銅製錬工程に利用する場合には、銅製錬工程での処理に好ましくない物質、例えば、アンチモン(Sb)、ニッケル(Ni)等の元素、樹脂類、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)等の製錬阻害物質を極力低減しながら、金、銀、白金、パラジウム、銅を含む有価金属を濃縮した原料を得ることができる。
選別処理工程としては、風力選別工程、磁力選別工程、渦電流選別工程、比重選別工程、及び金属物と非金属物とを光学的に選別する光学式選別工程の少なくともいずれかを含むことができる。これら選別処理工程で用いられる選別機の前段に本発明の実施の形態に係る原料供給装置を配置する。
例えば、選別機を用いて電子・電気機器部品屑を選別するための選別処理工程を含む電子・電気機器部品屑の処理方法において、電子・電気機器部品屑を選別機へ搬送するための搬送面1a上に電子・電気機器部品屑を供給する方法において、搬送面1a上に配置された角錐状の分散器3が備える複数の分散面3a〜3e上に、図1に示す原料供給装置4を介して電子・電気機器部品屑を落下させ、電子・電気機器部品屑を搬送面1a上の複数の方向へ分散させる。
分散器3と原料供給装置4とを併用することで、電子・電気機器部品屑の搬送面1aにおける分散性をより高めることができる。即ち、分散器3の直上に設けられた原料供給装置4を用いて、原料供給装置4の排出口から垂直方向に電子・電気機器部品屑を落下させ、複数の分散面3a〜3eの面積比がそれぞれ等しくように形成された分散器3上に規定された原料落下領域31上に電子・電気機器部品屑を落下させることで、電子・電気機器部品屑を搬送面1a上により均一に分散させることができる。
本発明の実施の形態に係る電子・電気機器部品屑の処理方法によれば、電子・電気機器部品屑を選別機へ供給する際に、電子・電気機器部品屑が分散されずに塊状のまま選別機内へ投入されることを抑制することができるため、選別機の故障や破損などを防ぐことができるとともに、選別機の選別効率の低下も抑制することができる。
本発明は本実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、本実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、本実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除する、或いは各構成要素を適宜組み合わせてもよい。
以下に本発明の実施例を示すが、これらの実施例は本実施形態及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
(原料供給装置の設計)
原料を垂直方向の特定範囲に集約して落下させるために、図1に示す原料供給装置4を作製した。原料供給装置4の上方にあるコンベアの搬送面の有効幅を600mm、原料の最大直径を50〜70mm、原料の搬送速度を36m/minと想定した。原料としては、基板、ICやコネクタ等のパーツ、筐体などに使われる合成樹脂類(プラスチック)、線屑、メタル、フィルム状部品屑、破砕や粉砕によって生じる粉状物、その他、からなる電子・電気機器部品屑と、アルミ板(20mm×50mm×0.5mm)を使用した。受入口43が備える第1の開口433の寸法を600mm×320mmと設計した。排出口42が備える第2の開口422の第1の寸法S1を600mm、第2の寸法を50mmと設計した。第2の案内面411の傾斜方向に沿って延長した延長線と第1の案内面412との交点Pから第1の案内面412の最下端部までの長さL1を50mmとし、第1の案内面412の最下端部から分散器3までの長さL2を70mmとし、排出口42が備える第2の開口422の直下に分散器3の原料落下領域31がくるように位置を調節した。なお、第2の案内面411の傾斜面411aの傾斜角度θ2は、70°とした。
(分散器の設計)
プラスチック段ボール製で、図4に示すように、分散面を5面有する分散器を作製し、分散面の上方に原料落下領域を規定した。原料落下領域における分散面の面積(A〜E)をそれぞれ等しくするように分散器の形状を調節した。
(落下試験)
図1に示す処理装置において、搬送速度36m/minの第1の搬送手段から、原料として、電子機器部品屑とアルミ片とを原料供給装置4へ向けて落下させて、分散器3から第2の搬送手段1上の搬送面1a上に原料を分散させた。分散器3が備える各分散面3a〜3e(図4のA〜E)を沿って搬送面1a上へ落下した原料の重量をそれぞれ求めた。結果を表1に示す。
Figure 0006938450
表1中、分配率(%)とは、原料の総重量に対する各分散面に分散された原料の重量の割合を表す。誤差(%)とは原料全体を各分散面で均等に分散させた場合の理想値に対する誤差を表す。
表1に示すように、アルミ板、電子・電気機器部品屑を用いた場合のいずれも共に、分配率の誤差10%以内を達成することができ、本実施例に係る分散器及び原料供給装置を利用することで、搬送面1aに対してより均一に分散させることができたことが分かる。
1…第2の搬送手段
1a…搬送面
2…第1の搬送手段
2a…搬送面
3…分散器
3a〜3e…分散面
4…原料供給装置
31…原料落下領域
41…収容部
42…排出口
43…受入口
411…第2の案内面
411a…傾斜面
412…第1の案内面
422…第2の開口
433…第1の開口

Claims (6)

  1. 形状及び比重の異なる物質を含む原料を搬送する搬送手段から前記搬送手段の前方へ向けて投下される前記原料を収容し、前記原料を予め定められた位置へと供給する収容部を備える原料供給装置であって、
    前記収容部の上面に前記原料を受け入れるための第1の開口を備える受入口と、
    前記収容部の底面に前記原料を排出するための前記第1の開口よりも小さい断面積を有する第2の開口を備える排出口と、
    前記収容部の側面前方に、前記搬送手段の前方へ向けて投下された前記原料と接触して前記原料を下方へ案内するように、前記受入口から前記排出口を突き抜けて垂直方向に延びる第1の案内面と、
    前記収容部の側面の前記第1の案内面と対向する面に、前記排出口と連続し、水平面に対して傾斜する傾斜面を備えた第2の案内面と
    を備え、
    前記第1の案内面の最下端部が、前記第2の案内面の傾斜方向に沿って延長した延長線と前記第の案内面との交点よりも下方に位置するように、前記第1の案内面が延びていることを特徴とする原料供給装置。
  2. 前記第2の開口が、前記搬送手段の搬送面の有効幅方向と並行な第1の方向に前記搬送面の有効幅以下となる第1の寸法を有し、前記第1の方向と直交する第2の方向に前記原料の最大直径の0.5〜10倍となる第2の寸法を有することを特徴とする請求項1に記載の原料供給装置。
  3. 形状及び比重の異なる物質を含む原料を搬送する第1の搬送手段と、
    前記第1の搬送手段からその前方へ投下された前記原料を予め定められた位置へと供給する前記請求項1又は2に記載の原料供給装置と、
    前記原料供給装置の下方に設けられ、前記原料を処理するための処理装置へ前記原料を搬送するための第2の搬送手段と、
    前記第2の搬送手段の搬送面上に配置され、前記原料供給装置から供給された前記原料を前記第2の搬送手段の前記搬送面上の複数の方向に分散させるための複数の分散面を備える角錐状の分散器と
    を備えることを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理装置。
  4. 前記分散器は、前記原料供給装置の排出口の下方に、前記原料供給装置から落下した前記原料を受けるための原料落下領域を有し、前記原料落下領域における前記複数の分散面の面積比がそれぞれ等しくなるように配置されていること特徴とする請求項3に記載の電子・電気機器部品屑の処理装置。
  5. 第1の案内面の最下端部と前記分散器とを20〜100mm離間させて配置することを特徴とする請求項3又は4に記載の電子・電気機器部品屑の処理装置。
  6. 選別機を用いて電子・電気機器部品屑を選別するための選別処理工程を含む電子・電気機器部品屑の処理方法において、前記電子・電気機器部品屑を前記選別機へ搬送するための搬送面上に前記電子・電気機器部品屑を供給することであって、前記搬送面上に配置された角錐状の分散器が備える複数の分散面上に、請求項1又は2に記載の原料供給装置を介して前記電子・電気機器部品屑を落下させ、前記電子・電気機器部品屑を前記搬送面上の複数の方向へ分散させることを含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。
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