JP2004267820A - 金属類廃棄物の処理方法と処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】金属類廃棄物中の有価物、特に鉄類，および銅、アルミニウム等の非鉄金属類を分離するように破砕して回収することが難しい。
【解決手段】金属類廃棄物中の金属塊１０４を分別し、この金属塊１０４に廃棄物処理装置５で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、この破砕した被破砕物から金属類を分別し、この分別した金属類から磁力選別機５３で鉄類５４を分別し、この鉄類５４を分別した金属類から渦電流選別機５６で非鉄金属類を分別することにより、破砕後の被破砕物Ｄから不純物の少ない鉄類と非鉄金属類とを高効率で分別できるようにする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、冷蔵庫や洗濯機、廃自動車等の金属類廃棄物を破砕して、その被破砕物から種々の金属類を分離して回収する処理方法とその処理設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷蔵庫や洗濯機等の廃家電製品や廃自動車等の金属類廃棄物は破砕処理によって所定の大きさに破砕されて処分されていたが、近年、環境保護の観点からリサイクル可能な材料はリサイクルされている。特に、金属類廃棄物中の鉄類、銅、アルミニウム等の非鉄金属類等の有価物を有効にリサイクルしようとしている。
【０００３】
しかし、上述した冷蔵庫等の廃家電製品のように金属と樹脂が入り交じった複合材からなる金属類廃棄物にあっては、金属と樹脂等とを分離して始めてそれぞれの資源を有効にリサイクルすることが可能になる。そのため、仮に、金属と樹脂が入り交じった被破砕物から、例えば、磁石により鉄のような磁性金属だけを分離したとしても、金属に樹脂等が絡みついた状態のまま磁石側に排出されることとなり、金属と樹脂等とが一体となった複合材のままでリサイクルできない。
【０００４】
また、例えば、廃自動車を高速回転しているハンマーによって破砕するカーシュレッダーから排出される金属類は、種々の金属で形成された自動車が単に破砕されたものであるため、これら種々の金属が混ざったミックスメタルの状態で排出される。このようなミックスメタルをリサイクルしようとしても、材料毎の分別が困難であるとともに、分別しても不純物が多いので安価で売却される。また、回収鉄類は、電気炉で再利用するような付加価値の低い製品にしか再利用できない。
【０００５】
図１０は従来の金属類廃棄物の処理設備における処理フローを示すブロック図であり、この図に基づいて前記廃家電製品や廃自動車等の金属類廃棄物を処理する場合の一例を説明する。処理される金属類廃棄物は、通常、種々の金属が混ざった状態で金属類廃棄物ストックヤード１０１に貯蔵される。この金属類廃棄物ストックヤード１０１に貯蔵された金属類廃棄物は、供給機１０２によって所定量ずつ排出される。供給機１０２で所定量ずつ排出される金属類廃棄物は、金属塊分別手段１０３によってまず金属塊１０４が分別される。この金属塊分別手段１０３としては、例えば、コンベヤ上を流れる金属類廃棄物から作業者が手作業で金属塊を分別するような手段であり、金属類廃棄物中のコンプレッサーやモーター等の金属塊が取り除かれる。
【０００６】
金属塊分別手段１０３で金属塊が除かれた金属類廃棄物は、衝撃式（又は剪断式）破砕機１０５によって衝撃破砕される。この衝撃式（又は剪断式）破砕機１０５としては、例えば、ハンマータイプシュレッダー，回転式シュレッダーのようなものが使用され、所定の大きさまで破砕される。
【０００７】
衝撃式（又は剪断式）破砕機１０５によって所定の大きさに破砕された金属類廃棄物は、軽量物分別機１０６によってダストや断熱材等の軽量物が分別され、軽量物が除かれた金属類廃棄物は、磁力選別機１０７によって、鉄類１０８が分別される。軽量物分別機１０６としては、衝撃式（又は剪断式）破砕機１０５で破砕した金属類廃棄物を搬送する振動コンベヤ等の上部からエアー吸引等によってダストや軽量物を取除くような機器が用いられる。また、磁力選別機１０７としては、コンベヤ等で搬送する金属類廃棄物中の鉄類１０８を磁力で吸着させ、所定の鉄類排出部に搬出することにより分別するような機器が用いられる。
【０００８】
このようにして鉄類１０８が除かれた金属類廃棄物は、風力選別機１０９によってプラスチック類１１０が分別される。この風力選別機１０９としては、サイクロンのように比重分別するような機器が用いられる。
【０００９】
そして、プラスチック類１１０が除かれた金属類廃棄物は、比重選別機１１１による比重選別や渦電流選別機１１２による渦電流選別によって、銅やアルミニウム、ステンレス等の非鉄金属類１１３が分別される。この比重選別機１１１としては、スクリーン上の金属類廃棄物に下方から所定の風速で風を当てることにより比重差で異なる方向へ分別するような風力選別機等が用いられる。渦電流選別機１１２としては、コンベヤベルトの先端側に設けられた回転磁石体の移動磁界の電磁誘導作用を受けて内部に生じる誘導電流と前記移動磁界との相互作用によって、コンベヤベルトの先端側に搬送された金属類廃棄物に回転磁石体の回転方向に推力を与え、コンベヤベルトの表面からこの推力と非鉄金属類に作用する重力との合成力の方向に非鉄金属類を飛び出させるように構成されたものが用いられる。
【００１０】
なお、前記金属塊分別手段１０３で金属塊１０４を分別しない場合には、直接金属類廃棄物を高出力の衝撃式破砕機に直接投入することにより破砕処理されている。この場合は、ある程度分別された状態の金属塊が排出されるが、人によるピッキング手段により、磁力選別機１０７の前で金属塊１０４が分別回収されている。
【００１１】
そして、前記したように金属類廃棄物から分別された金属塊１０４やこのように分別回収された金属塊１０４は、手作業によって分解され、例えば、モーターやコンプレッサー等の金属塊は海外へ売られ、現地で作業者が手作業にて解体してロータやステータ等の各部品毎に分別したり、鉄や銅等を分別している。
【００１２】
また、前記分別された鉄類１０８は、不純物の混入量が多いため、通常、いわゆるくず鉄として電気炉にて溶解して安価な材料として再利用されている。
【００１３】
さらに、前記分別された非鉄金属類１１３（ミックスメタル）は、手作業によって亜鉛、銅、アルミニウム、ステンレス等のそれぞれの材料毎に分別されている。
【００１４】
なお、この種の従来技術として、金属に樹脂が接着された被破砕物や異なった材料の金属が接着された被破砕物を、それぞれの材料別に分離するとともに所定サイズに破砕するように、ハンマーでの打撃と衝突部材との間での捻り力とで破砕と分離を行うようにしたハンマークラッシャーを先に出願した（特許文献１参照。）。
【００１５】
【特許文献１】
特許第２９０２２７３号公報（第２頁、図１）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したように、金属類廃棄物から分別された金属塊１０４を手作業で分解して各部品毎に人手で分別する作業は、非常に手間と時間を要して効率良くリサイクルすることができない。また、前記したように分別された鉄類１０８も、不純物の混入量が多いので付加価値の低い材料としてのリサイクルしかできない。さらに、前記したように分別された非鉄金属類１１３から手作業で銅やアルミニウム等をそれぞれの材料毎に分別する作業も、非常に時間と労力を要する効率の悪いリサイクルとなっている。
【００１７】
また、このようなミックスメタルを鉄類や、ゴム等の非金属類、亜鉛、アルミニウム、銅、ステンレス等の非鉄金属類に分別する作業は、前記特許文献１記載のハンマークラッシャーのみで解決できるものではない。
【００１８】
しかも、このように分別される鉄類１０８や非鉄金属類１１３は、前記衝撃式（又は剪断式）破砕機１０５でそれぞれが破砕された状態では扁平な形状であるため、嵩比重が大きいので炉で溶解するのにはエネルギー効率が悪い。
【００１９】
そこで、本願発明は、金属類廃棄物中の有価物、特に鉄類や、銅、アルミニウム等の非鉄金属類をそれぞれ分離するように破砕して高効率で回収することができる金属類廃棄物の処理方法とその設備を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願発明の金属類廃棄物の処理方法は、金属類廃棄物中の金属塊を分別し、該金属塊に廃棄物処理装置で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、該破砕した被破砕物から金属類を分別し、該分別した金属類から鉄類を分別し、該鉄類を分別した金属類から非鉄金属類を分別している。このように金属類廃棄物から分別した金属塊を廃棄物処理装置によって破砕することにより、金属塊を構成する鉄類や非鉄金属類をそれぞれの材料毎に分離して破砕することができるので、破砕後の被破砕物から不純物の少ない鉄類と非鉄金属類とを高効率で分別することができる。
【００２１】
また、金属類廃棄物中の金属塊を分別し、該金属塊を除いた金属類廃棄物を衝撃式又は剪断式破砕機により破砕処理し、該破砕処理した被破砕物から鉄類を分別し、該分別した鉄類に廃棄物処理装置で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、該破砕した被破砕物から鉄類を分別するようにすれば、金属塊を除いた金属類廃棄物を衝撃式又は剪断式破砕機で破砕して得られた鉄類を廃棄物処理装置によって破砕することにより、金属類廃棄物中の鉄類から不純物を取除いて純度の高い鉄類を高効率で分別することができる。
【００２２】
さらに、金属類廃棄物中の金属塊を分別し、該金属塊を除いた金属類廃棄物を衝撃式又は剪断式破砕機により破砕処理し、該破砕処理した被破砕物から非鉄金属類を分別し、該分別した非鉄金属類に廃棄物処理装置で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、該破砕した被破砕物から非鉄金属類を分別するようにすれば、金属塊を除いた金属類廃棄物を衝撃式又は剪断式破砕機で破砕して得られた非鉄金属類を廃棄物処理装置によって破砕することにより、金属類廃棄物中の非鉄金属類から不純物を取除いて純度の高い銅やアルミニウム等の非鉄金属類を高効率で分別することができる。
【００２３】
また、金属類廃棄物中の金属塊を分別し、該金属塊を除いた金属類廃棄物を衝撃式又は剪断式破砕機により破砕処理し、該破砕処理した被破砕物から鉄類を分別し、該鉄類を除いた被破砕物から非鉄金属類を分別し、該分別した鉄類と非鉄金属類とに廃棄物処理装置で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、該破砕した被破砕物から鉄類と非鉄金属類とを分別するようにすれば、金属類廃棄物中から不純物を取除いて純度の高い鉄類と銅やアルミニウム等の非鉄金属類とを高効率で分別することができる。
【００２４】
一方、本願発明の金属類廃棄物の処理設備は、金属塊または鉄類もしくは非鉄金属類を貯蔵する金属類ストックヤードと、該金属類ストックヤードから前記金属塊または鉄類もしくは非鉄金属類を供給する供給機と、該供給機で供給する被破砕物に衝撃作用と摩擦作用と捻り作用とを加えながら破砕する廃棄物処理装置と、該廃棄物処理装置で破砕した被破砕物中の鉄類を分別する磁力選別機と、該被破砕物中の非鉄金属類を分別する渦電流選別機又は比重選別機とを設けている。このように、金属類ストックヤードから供給機で供給する金属塊又は鉄類もしくは非鉄金属類を、衝撃作用と摩擦作用と捻り作用とを加えながら破砕する廃棄物処理装置で破砕することにより、破砕された被破砕物中の鉄類と非鉄金属類とは不純物の少ない鉄類と非鉄金属類になり、これらを分別することにより、それぞれの材料に効率良く分別することができる。
【００２５】
また、前記金属類廃棄物の処理設備において、前記廃棄物処理装置を、被破砕物を投入する投入口と、該投入口から投入した被破砕物を破砕する破砕室と、該破砕室で破砕した被破砕物を排出する排出口と、前記破砕室で破砕した被破砕物を所定の排出サイズで排出するグレートを該排出口と前記破砕室との間に備えたケーシングを設け、前記破砕室に複数のスイングハンマーを幅方向に装着したローターを設け、該ローターのスイングハンマー側に突出部を形成した衝突ライナーを前記破砕室内面の投入口側と排出口側との間に設け、前記スイングハンマーの先端に該衝突ライナーの突出部との間で被破砕物を破砕する打撃部を形成し、該スイングハンマーと衝突ライナーとの隙間を投入口側から排出口側にかけて徐々に狭くなるように形成すれば、投入口から投入された被破砕物は、回転するローターに装着されたスイングハンマーにより打撃されて衝突ライナーに衝突し、さらに打撃されてスイングハンマーと衝突ライナーとの間で摩擦と捻りを加えられながら破砕されるので、衝撃、摩擦、捻り作用によって金属類と非鉄金属類と不純物とを効果的に分離して、これらを効率良く分別することができる。
【００２６】
さらに、前記金属類廃棄物の処理設備において、前記廃棄物処理装置のスイングハンマーの先端に凹凸部を形成して複数の打撃部を形成すれば、スイングハンマーと被破砕物との引っ掛かりが多くなり、被破砕物の破砕効率を向上させることができる。
【００２７】
また、前記金属類廃棄物の処理設備において、前記廃棄物処理装置のスイングハンマーを幅方向に所定間隔で装着し、前記衝突ライナーの突出部を該所定間隔で配設したスイングハンマーの間に位置するように配設すれば、スイングハンマーで打撃される被破砕物がスイングハンマー間に位置する衝突ライナーの突出部に引っ掛かりながら破砕されるので、被破砕物には大きな捻り作用が生じて異種金属を容易に分離することができる。
【００２８】
さらに、前記金属類廃棄物の処理設備において、前記廃棄物処理装置の投入口側から排出口側にかけて徐々に狭くなるように形成したスイングハンマーと衝突ライナーとの隙間を、排出側で衝突ライナーの突出部内径側端とスイングハンマーの先端部軌跡とが重なるように構成すれば、衝突ライナーの突出部とスイングハンマーとの間で被破砕物を挟んで捻る作用を大きくできるので、異種金属の分離作用をより大きくすることができる。
【００２９】
また、前記いずれかの金属類廃棄物の処理設備において、前記廃棄物処理装置のスイングハンマーと衝突ライナーとの間に水を噴霧する水噴霧機を設けて破砕する被破砕物の温度上昇を抑止するようにすれば、常にケーシング内の被破砕物を冷してケーシング内での燃焼や爆発を抑制することができる。
【００３０】
さらに、前記金属類廃棄物の処理設備において、前記廃棄物処理装置に、前記ケーシング内の燃焼・爆発性ガス濃度を検知するガス濃度センサーと、該ガス濃度センサーで検知した燃焼・爆発性ガス濃度が所定の下限値以下となるように前記水噴霧機でケーシング内に水を噴霧する制御器とを設ければ、ケーシング内の燃焼・爆発性ガス濃度を常に監視して、ケーシング内で燃焼や爆発が生じるのを安定して防止することができる。
【００３１】
また、前記金属類廃棄物の処理設備において、前記廃棄物処理装置に、前記グレートから排出される被破砕物の表面温度を検知する放射型温度センサーと、該放射型温度センサーで検知した被破砕物の表面温度が前記燃焼・爆発性ガスの引火あるいは発火温度以下となるように前記水噴霧機によりケーシング内に水を噴霧する制御器とを設ければ、排出される被破砕物の表面温度を常に監視して、ケーシング内で燃焼や爆発が生じるのを安定して防止することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施形態に係る金属類廃棄物の処理設備を示す構成図であり、図２は同構成図における処理フローを示すブロック図である。図３は処理する金属類廃棄物がコンプレッサー等の金属塊である場合の前処理を示す構成図である。図４は本願発明に使用される廃棄物処理装置の側面視の断面図であり、図５に示すＩＶ−ＩＶ断面図である。図５は図４に示すＶ−Ｖ断面図である。図６は図４に示すスイングハンマーと衝突ライナーとの周方向の関係を示す拡大図である。図７は図５に示すスイングハンマーと衝突ライナーとの幅方向の関係を示す模式図である。図８は図４に示すローターの部分拡大図であり、図９は図８に示すＩＸ部拡大図である。
【００３３】
この実施形態では、図２の処理フローに示すように、上述した従来の図１０の処理フローによって分別された金属塊１０４と鉄類１０８と非鉄金属類１１３とがそれぞれ金属類ストックヤード１に貯蔵され、この金属類ストックヤード１に貯蔵された金属塊１０４、鉄類１０８、非鉄金属類１１３をさらに機械的に分別する処理方法と設備を例に説明する。
【００３４】
図１に示すように、金属類ストックヤード１に貯蔵された金属塊１０４、鉄類１０８、非鉄金属類１１３は、それぞれが被破砕物Ｄとして選択的に排出可能に構成されている。これらは、それぞれが独立的に供給機４（２，３）で廃棄物処理装置５へ供給することができるように構成されている。
【００３５】
前記供給機４としてコンベヤ２とエプロンコンベヤ３とが用いられており、これらの供給機４によって被破砕物Ｄが廃棄物処理装置５へと投入されている。これらの供給機４による被破砕物Ｄの供給量は、被破砕物Ｄの種類や廃棄物処理装置５の処理能力に応じて調整され、異なる被破砕物Ｄを同時に供給したり、同一種類の被破砕物Ｄが供給される。
【００３６】
図３に示す前処理は、前記金属類ストックヤード１に貯蔵されたコンプレッサー等の金属塊１０４を処理する場合を示している。金属類ストックヤード１に貯蔵された金属塊１０４を処理する場合には、先にコンベヤ６でリサイクルカッター７に供給され、このリサイクルカッター７で所定の大きさに切断される。切断された被破砕物Ｄは、この実施形態では、ロッドデッキで形成された振動コンベヤ８によって搬送され、搬送中に金属塊１０４中のオイル９が下方へ分離され、金属塊１０４はエプロンコンベヤ３へと供給される。オイル９は浄油機１０によってオイルと冷媒が分離浄油される。このエプロンコンベヤ３に供給された金属塊１０４は、前記図１に示すように廃棄物処理装置５へ投入される。この場合も、被破砕物Ｄの種類や廃棄物処理装置５の処理能力に応じて供給量が調整される。
【００３７】
図４〜図９に基づいて、前記廃棄物処理装置５を詳細に説明する。図４，５に示すように、廃棄物処理装置５の外郭を形成するケーシング１１には、図の右側に投入口１２が設けられ、左側に排出口１３が設けられている。これら投入口１２と排出口１３との間が破砕室１４である。この破砕室１４には、被破砕物Ｄを破砕する複数のスイングハンマー１６が装着されたローター１５が設けられている。
【００３８】
図５に示すように、前記ローター１５はケーシング１１に軸受１７で支持された駆動軸１８によって支持されている。この駆動軸１８の幅方向には、複数の中間ディスク１９と、この中間ディスク１９間と端部ディスク２０間との隙間を調整するスペーサー２１とが設けられている。駆動軸１８の一端（図の左側）は、ケーシング１１から側方に突出しており、この一端にプーリー２２が設けられ、図示しない原動機によって駆動されている。
【００３９】
前記ローター１５に設けられた中間ディスク１９と端部ディスク２０との所定位置には、前記スイングハンマー１６を支持する支持軸２３が設けられている。
この支持軸２３は、中間ディスク１９と端部ディスク２０とを貫通するように設けられており、端部ディスク２０の側面に固定した固定部材２４によって取付けられている。また、支持軸２３はスイングハンマー１６と同等の高硬度で形成されているため、この支持軸２３を支持する中間ディスク１９と端部ディスク２０の支持部には、ブッシュ２５が設けられている。このブッシュ２５は支持軸２３と同等の高硬度で形成されており、スイングハンマー１６からの衝撃反力等を安定してディスク１９，２０で受けるようにしている。また、ブッシュ２５をスイングハンマー１６の支持軸２３と同等の硬度とすることにより、ディスク１９，２０の摩耗防止も図っている。
【００４０】
支持軸２３に装着されたスイングハンマー１６は、この実施形態では、ケーシング１１の幅方向に３列が設けられている。これらのスイングハンマー１６は、図４に示すように、側面視で同一円周上に設けられた６本の支持軸２３を６０°間隔でずらすことにより、等間隔で設けられている。各列に装着されたスイングハンマー１６は、駆動軸１８に対して対向する位置に設けられており、ローター１５の全体に設けられた６個のスイングハンマー１６が全体でバランスするように配置されている。
【００４１】
また、スイングハンマー１６が設けられていないローター１５の幅方向位置には、中間ディスク１９、支持軸２３、スペーサ２１等を保護するためのプロテクター２６が設けられている。このプロテクター２６は、取付部２７を支持軸２３に挿通することによって取付けられており、外側のカバー部２８が中間リング１９の外周部と微少な隙間を設けた状態で取付けられている。
【００４２】
さらに、図４に示すように、ローター１５の後方のケーシング１１には、上方に突出する衝突室３９が形成されている。この衝突室３９にはスイングハンマー１６により打撃された被破砕物Ｄが衝突するライナー４０が設けられている。
【００４３】
また、このケーシング１１の左側（後部）に設けられた排出口１３と衝突室３９との間には、破砕された被破砕物Ｄの排出サイズを決定するグレート４１が設けられている。前記衝突室３９のライナー４０に反射した被破砕物Ｄがこのグレート４１へと飛び、グレート４１の目開きＥ（開口）よりも小さい被破砕物Ｄは排出口１３へと排出される。
【００４４】
一方、図４に示すように、前記スイングハンマー１６の下方に位置するケーシング１１の内面には衝突ライナー３２が設けられている。この実施形態における衝突ライナー３２は、投入口１２のほぼ中央の下方位置から破砕室１４の後方の排出口１３側にかけて設けられており、表面が平面状の衝突ライナー３３と、スイングハンマー１６側に突出する突出部３５を設けた衝突ライナー３４とが交互に設けられている。これらの衝突ライナー３３，３４で全体の衝突ライナー３２が形成されている。これらの衝突ライナー３３，３４は、図２に示すように、ケーシング１１の下端に設けられた円弧状の支持部３６と、この支持部３６と所定間隔でケーシング１１に設けられた円弧状のガイド部材３７との間に装着されている。
【００４５】
図６に示すように、このように破砕室１４の投入口１２側から排出口１３側に向けて設けられた衝突ライナー３３，３４は、投入口側ではスイングハンマー１６の先端部軌跡Ｒとの間隔Ｓ１は広く、排出口側にかけて徐々に狭くなり、排出側ではスイングハンマー１６の先端部軌跡Ｒと突出部３５の内径側端とがオーバーラップするような狭い間隔Ｓ２となるように設けられている。
【００４６】
このように、スイングハンマー１６と衝突ライナー３２との間隔Ｓは、ケーシング１１の投入口１２側の広い間隔Ｓ１から排出口１３側にかけて徐々に狭まり、排出口１３側で狭い間隔Ｓ２となる構成は、投入する被破砕物Ｄの材料等に応じて調整される。
【００４７】
図７に示すように、前記スイングハンマー１６の幅寸法Ｗ１と中間ディスク１９の幅寸法Ｗ２との関係は、ほぼ１：０．７の関係で形成されている。このスイングハンマー１６の幅寸法Ｗ１と中間ディスク１９の幅寸法Ｗ２との関係は、スイングハンマー１６の幅寸法１に対して中間ディスク１９の幅寸法がほぼ０．７〜１であれば、スイングハンマー１６によって破砕する被破砕物Ｄの破砕効率を安定して保つことができる。
【００４８】
前記衝突ライナー３４に設けられた突出部３５は、中間ディスク１９の位置で突出するように設けられている。そして、この突出部３５とスイングハンマー１６の側面との間には所定の隙間Ｗ４を設けるような寸法Ｗ３で突出部３５が形成されている。この実施形態では、突出部３５の幅寸法Ｗ３に対して約５０％の隙間Ｗ４が設けられている。この寸法Ｗ３は被破砕物Ｄに応じて決定すればよい。
しかも、この衝突ライナー３４の表面の突出部３５はスイングハンマー１６の回転方向に連続しているため、この突出部３５を設けることにより、衝突ライナー３４の表面には、突出部３５の間を回転しながら通過して被破砕物Ｄを破砕するスイングハンマー１６の収容通過溝４７が形成された状態となる。つまり、スイングハンマー１６が固定側の衝突ライナー３４との間で被破砕物Ｄを破砕しながら通過するような溝を形成することとなる。
【００４９】
このようにスイングハンマー１６の側面と突出部３５との間に隙間Ｗ４を設ける構成は重要であり、このような隙間Ｗ４を設けることにより、被破砕物Ｄは、スイングハンマー１６で打撃されながら衝突ライナー３４と摩擦させられ、この隙間Ｗ４で捻られて破砕される。つまり、このように衝突ライナー３４とスイングハンマー１６との間に所定の隙間Ｗ４を設けることにより、投入口１２側から排出口１３側に移動した被破砕物Ｄはこれらの突出部３５に引っ掛かった状態で破砕されるため、この間での被破砕物Ｄには捻り力が作用し、異種金属や金属と樹脂等とを分離するような力を効果的に与えることができる。
【００５０】
図８に示すように、スイングハンマー１６は、支持軸２３で支持された部分から先端部に向けて広がり、その先端面には複数の打撃部１６ａが形成できるような凹凸状に形成されている。この実施形態のスイングハンマー１６の先端部には打撃部として凹凸部３８が形成されており、この凹凸部３８は、２個の凹部３８ａによって３個の凸部３８ｂが形成されている。
【００５１】
このようにスイングハンマー１６の先端部に凹凸部３８を形成することにより、回転するスイングハンマー１６の先端が被破砕物Ｄを引っ掛ける回数を多くして（図４，図６）、衝突ライナー３３，３４との間で移動する被破砕物Ｄに大きな打撃、摩擦、捻り作用を与えて、材料毎に分離したり、分離した被破砕物Ｄを造粒するような作用を生じさせるようにしている。
【００５２】
なお、前記したように、この実施形態ではスイングハンマー１６の先端部に複数の凸部３８ｂが形成された凹凸部３８を形成しているが、衝突ライナー３４の突出部３５のスイングハンマー側に複数の凹凸部を形成して引っ掛かりを得るようにしてもよい。これらは被破砕物Ｄに応じて決定すればよい。
【００５３】
図８，９に示すように、前記プロテクター２６は、カバー部２８の周方向前後端部に内側へ所定量入り込む折返し部２９が形成されている。この折返し部２９が位置する中間ディスク１９には凹状部３０が形成されており、プロテクター２６が取付けられた状態で、折返し部２９が凹状部３０に入り込むように形成されている。このように折返し部２９を中間ディスク１９の凹状部３０に入り込ませることにより、ローター１５が回転してプロテクター２６に遠心力が作用し、図９に２点鎖線で示すように、カバー部２８の回転方向前側が中間ディスク１９との隙間の範囲で浮き上がったとしても、折返し部２９が中間ディスク１９の最外周部より外側に浮き上がることがないので、被破砕物Ｄがカバー部２８と中間ディスク１９との間に挟まることを防止できる。
【００５４】
また、図８に示すように、前記スペーサ２１の外径部には、スイングハンマー１６が内向きに回転した場合に、当接することなく回転を許容するような逃げ部３１が形成されている。この実施形態では、逃げ部３１が凹状の円弧部で形成されており、全てのスイングハンマー１６の取付部に同じスペーサ２１を利用できるように、等間隔で６個の逃げ部３１が形成されたものが採用されている。このようにスイングハンマー１６の回転部分に逃げ部３１を形成することにより、スペーサ２１の側面積を大きくすることでき、各ディスク１９，２０との間で安定した強度を保つことができる。また、このような逃げ部３１を形成することにより、被破砕物Ｄを打撃したスイングハンマー１６に大きな反力が作用した場合には、スイングハンマー１６が支持軸２３の回りで回転して逃げることができる。
これにより、スイングハンマー１６に必要以上の負荷が生じても、スイングハンマー１６が回転してその負荷を支持軸２３へ直接的に伝達することはない。
【００５５】
一方、図４に示すように、この廃棄物処理装置５の投入口１２には、破砕する被破砕物Ｄの温度上昇を防止する水噴霧機４２が設けられている。この水噴霧機４２は、図示しない供給タンクから供給される水を投入口１２に設けたノズル４３からスイングハンマー１６と衝突ライナー３２との間に噴霧するように配置されており、バルブ４４によって供給と停止が選択可能となっている。
【００５６】
また、この実施形態では、衝突室３９にケーシング１１の内部の燃焼性ガスや爆発性ガスの濃度を検知するガス濃度センサー４５が設けられている。このガス濃度センサー４５で検知された信号は図示しない制御器に入力されており、この検知した濃度が予め制御器に設定されているケーシング１１内のガス濃度の所定の下限値以下となるように、前記水噴霧機４２によってケーシング１１の内部に水が噴霧される。
【００５７】
さらに、この実施形態では、排出口１３にグレート４１を通過して排出される被破砕物Ｄの表面温度を検知する放射型温度センサー４６が設けられている。この放射型温度センサー４６で検知された信号も図示しない制御器に入力されており、この検知した被破砕物Ｄの表面温度が制御器に予め設定されている燃焼性ガスや爆発性ガスの引火又は発火温度以下となるように、前記水噴霧機４２によってケーシング１１の内部に水が噴霧される。
【００５８】
このようにしてケーシング１１内に所定量の水を噴霧することにより、ケーシング１１内で破砕する被破砕物Ｄによる燃焼性ガスや爆発性ガスの濃度上昇を抑えることができ、燃焼性ガスや爆発性ガスの引火又は発火温度で安定した破砕を行うことができる。これらガス濃度センサー４５と放射型温度センサー４６は、一方のみを設けて制御しても、両方を設けて制御してもよい。
【００５９】
したがって、このように構成された廃棄物処理装置５によれば、金属と樹脂等が絡みついた複合材からなる被破砕物Ｄや、異なる金属材料で形成された被破砕物Ｄを以下のようにして破砕し、且つ異種金属と樹脂等とに分離することができる。
【００６０】
まず、駆動軸１８を回転させることによりローター１５を回転させ、このローター１５に設けられたスイングハンマー１６を所定の周速で回転させる。このようにスイングハンマー１６を回転させた後、廃棄物処理装置５の投入口１２から被破砕物Ｄを供給する。供給された被破砕物Ｄは、ケーシング１１の中央部において高速回転しているローター１５の外周部に取り付けられたスイングハンマー１６により、強力な打撃を受けて破砕室１４内に引き込まれ、この破砕室１４内の円周部に配設された衝突ライナー３２に強く叩きつけられる。
【００６１】
このスイングハンマー１６と衝突ライナー３２（３３，３４）との間隔Ｓは、ケーシング１１の投入口１２側から最下部にかけて徐々に狭まるよう形成されているため、被破砕物Ｄはケーシング１１の最下部に向けて引き込まれ易い。
【００６２】
また、このように広い間隔Ｓ１から衝突ライナー３２とスイングハンマー１６との間に引き込まれた被破砕物Ｄは、徐々に狭い間隔Ｓ２となる排出口１３側にかけて回転するスイングハンマー１６によって複数回打撃されながら移動するので、衝突ライナー３２とスイングハンマー１６との間で複数回の打撃と摩擦を受けながら移動することとなる。つまり、この破砕室１４内では、高速で回転して衝撃、摩擦、ねじり効果を発揮させるように工夫された形状のスイングハンマー１６と衝突ライナー３２とによって被破砕物Ｄが捻られながら破砕される。この時、衝突ライナー３４に設けられた突出部３５により、移動する被破砕物Ｄがこの突出部３５に引っ掛かった状態でスイングハンマー１６により打撃されるので、被破砕物Ｄは大きな力で捻られながらすりつぶされるように破砕される。
【００６３】
このスイングハンマー１６と衝突ライナー３２との間で被破砕物Ｄに打撃と摩擦と捻り作用を与えながら破砕する構成は廃棄物処理装置５の大きな特徴部分であり、この実施形態では、スイングハンマー１６を用いることにより大きな打撃力を得ることができるとともに、このスイングハンマー１６の先端に設けた複数の凹凸部３８により被破砕物Ｄと引っ掛かる回数をより多くして、大きな打撃力と摩擦力と捻り力が作用するようにしている。
【００６４】
その上、破砕室１４の最下部からローター１５の後方にかけてはほぼ一定となる間隔Ｓ２が保たれているので、この間の被破砕物Ｄには衝突と摩擦と捻りとが複雑に作用し、被破砕物Ｄをスイングハンマー１６と衝突ライナー１２との間で捻るように破砕して、金属と樹脂とを効果的に分離することができる。
【００６５】
また、この実施形態では、ローター１５の周囲に設けるスイングハンマー１６を、隣のスイングハンマー１６が周方向に６０°ずれるように配設されており、スイングハンマー１６によって破砕する被破砕物Ｄを順に衝突ライナー３２との間へ効率良く引き込んで破砕することができる。
【００６６】
このようにしてスイングハンマー１６と衝突ライナー３２との間で衝突と摩擦と捻りを繰り返して破砕される被破砕物Ｄは、接着された異種金属はそれぞれの金属に、金属と樹脂等とが接着あるいは付着されたものはそれぞれに分離され、所定の大きさまで破砕される。破砕された被破砕物Ｄは、スイングハンマー１６によってケーシング１１の後方上部の衝突室３９へと打ち出され、衝突室３９のライナー４０に衝突して破砕や整粒がなされてグレート４１側へと反射する。
【００６７】
この反射した被破砕物Ｄがグレート４１の目開きＥよりも小さくなっている場合には排出口１３へと排出され、目開きＥよりも大きい被破砕物Ｄは再び破砕室１４へと落ちる。この破砕室１４に落ちた被破砕物Ｄは、ローター１５の回転によって投入口１２側へと移動し、投入口１２から投入される被破砕物Ｄとともにスイングハンマー１６と衝突ライナー３２との間での破砕が繰り返される。
【００６８】
そして、再度、破砕室１４から排出口１３側に移動させられた被破砕物Ｄは、打撃室３９の上部へ叩きつけられて乱反発を繰り返しながら、グレート４１へと跳ね飛ばされ、グレート４１の目開きＥよりも小さく破砕されている被破砕物Ｄは排出口１３へと排出され、このグレート４１の目開きＥよりも大きい被破砕物Ｄは、再び高速回転するローター１５によって投入口１２側へと移動させられる。その後、スイングハンマー１６と衝突ライナー３２との間に戻って前記同様の作用を繰り返しながら破砕されて整粒され、グレート４１の目開きＥ以下となったら順次排出される。
【００６９】
また、この実施形態では、ケーシング１１に設けられたガス濃度センサー４５によって検知された燃焼・爆発性ガス濃度と、前記排出口１３の近傍に設けられた放射型温度センサー４６で検知された被破砕物Ｄの表面温度とが、図示しない制御器によってそれぞれ比較され、ガス濃度センサー４５で検知した燃焼・爆発性ガス濃度が所定の下限値以下となり、放射型温度センサー４６で検知した被破砕物Ｄの表面温度が燃焼・爆発性ガスの引火あるいは発火温度以下となるように、前記水噴霧機４２によってケーシング１１内に水が噴霧されているので、ケーシング１１内で燃焼や爆発が生じるのを安定して防止し、また、破砕する被破砕物Ｄの温度上昇を抑止して、ケーシング１１内での燃焼、爆発を防止することができる。
【００７０】
以上のように、この廃棄物処理装置５によれば、被破砕物Ｄは、衝撃、摩擦、捻りを加えられながら破砕されるので、異質金属はそれぞれの材料毎に分離されて破砕と整粒がなされて排出される。しかも、衝撃と摩擦と捻りを加えられながら破砕される被破砕物Ｄは、金属材料塗膜等の表面処理材は剥離し、電装部品等の複合部品・異種材料は剥離・分離されるので、不純物が排除された純度の高い鉄鋼、非鉄金属が得られる。その上、捻り作用による捻転効果によってかさ比重の大きい破砕物として塊状に整粒されるので、破砕される被破砕物Ｄの減容化を図って、後工程でエネルギー効率の高い熔解処理を効率良く行うことが可能となる。例えば、アルミニウム、銅、ステンレス等が混在するようなミックスメタルであれば、それぞれの異種金属がほぼ材料毎に分離されて破砕されるので、付加価値の高い高純度の金属として再利用することも可能となる。また、コンプレッサーであれば、ステータやローター等が分離され、しかも、アルミニウムや鉄等の金属がそれぞれ分離されて造粒された状態で排出される。
【００７１】
図１，２に示すように、このように廃棄物処理装置５によって各材料毎に分別されて排出された被破砕物Ｄは、搬送機となる振動コンベヤ４８によって搬送されながら、上部から軽量物分別機４９によってダストや軽量物が除去される。この軽量物分別機４９は、ブロワー５０によって吸引されているダスト集塵機５１と、前記振動コンベヤ４８の上部からダスト集塵機５１にエアー吸引する吸引フード５２とによって構成されている。ダスト集塵機５１に吸引されたダストや軽量物は、このダスト集塵機５１から下方に排出される。
【００７２】
この軽量物分別機４９によってダストや軽量物が除去された被破砕物Ｄは、磁力選別機５３によって鉄類５４が分別される。この磁力選別機５３によって分別される鉄類５４は、前記廃棄物処理装置５によって異なる材料とは分離された鉄類５４であり、高純度鉄類５４として分別することができる。この実施形態では１種類の磁力選別機５３を設けているが、複数の磁力選別機を設けることによって、鉄類をさらに材質で分別するようにしてもよい。
【００７３】
このようにして鉄類５４が除かれた被破砕物Ｄ（非鉄金属類、ダスト等）は、シュート５５によって渦電流選別機５６に投入される。この渦電流選別機５６は、先端側に回転磁石体５７が設けられたコンベヤベルト５８を具備しており、このコンベヤベルト５８によって先端側に搬送された被破砕物Ｄ中の非鉄金属類は、回転磁石体５７の移動磁界の電磁誘導作用を受けて内部に誘導電流を生じ、移動磁界とこの誘導電流の相互作用によって、回転磁石体の回転方向に推力を与え、コンベヤベルト５８の湾曲部の表面からこの推力と非鉄金属類に作用する重力との合成力の方向に非鉄金属類を飛び出させるように構成されたものである。そのため、このコンベヤベルト５８から飛び出す距離は、銅とアルミニウムとでは異なるので、予め異なる位置に設けられたシュート５９，６０に高純度アルミニウム６３、高純度銅６４としてそれぞれが分別される。この実施形態では、渦電流選別機５６がアルミニウム選別機を兼ねている。
【００７４】
また、渦電流選別機５６に供給された被破砕物Ｄ中のダスト６５等は、回転磁石体５７の移動磁界の電磁誘導作用を受けないので、重力によってコンベヤベルト５８の湾曲部から下方のシュート６１に落下する。
【００７５】
このように渦電流選別機５６で被破砕物Ｄから分別される銅やアルミニウムは、前記廃棄物処理装置５によって材料毎に分かれるように破砕されているため、高純度の銅と高純度のアルミニウムとして分別することができる。
【００７６】
以上のように、この金属類廃棄物の処理設備６２によれば、従来、手作業に頼っていたミックスメタルの金属塊や鉄類や非鉄金属類等の各材料毎の分別を、衝撃作用と摩擦作用と捻り作用とを加えながら破砕するように構成された廃棄物処理装置５を用いることにより、金属材料塗膜等の表面処理材の剥離、電装部品等の複合部品・異種材料の剥離・分離等を機械的に行わせてアルミニウム、銅、ステンレス等の異種金属毎に分離できるので、機械的に純度の高い金属類と非鉄金属類と非金属類とに高効率で分別することができ、付加価値の高い金属類廃棄物のリサイクルが可能になる。例えば、鉄類であれば、純度の高い鉄類として転炉での再利用も可能となる。
【００７７】
しかも、廃棄物処理装置５でそれぞれの金属類に破砕された被破砕物Ｄは摩擦作用や捻り作用によってかさ比重の大きい被破砕物Ｄとして塊状に整粒されて排出されるので、熱処理等も効率良く行うことが可能な減容化も図ることができる。これにより、エネルギー効率の良い熔解が可能となる。
【００７８】
なお、前記実施の形態では、金属塊１０４として分別されたコンプレッサー等を処理する例を説明したが、上述したように金属類ストックヤード１に貯蔵した鉄類１０８や非鉄金属類１１３も同様に機械分別することができる。この場合、上述した廃棄物処理装置５におけるスイングハンマー１６と衝突ライナー３２との間隔Ｓや、この廃棄物処理装置５のグレート４１の目開き等を、投入する被破砕物Ｄに応じて調整する。
【００７９】
また、上述した実施形態は一実施形態であり、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００８０】
【発明の効果】
本願発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００８１】
金属類廃棄物を構成する鉄類や非鉄金属類をそれぞれの材料に分離するように破砕することができるので、破砕後の被破砕物から不純物の少ない鉄類や非鉄金属類を高効率で分別することが可能となり、金属類や非鉄金属類のリサイクルを高効率で行って、大切な資源の有効利用が容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る金属類廃棄物の処理設備を示す構成図である。
【図２】図１の構成図における処理フローを示すブロック図である。
【図３】処理する金属類廃棄物がコンプレッサー等の金属塊である場合の前処理を示す構成図である。
【図４】本願発明に使用される廃棄物処理装置の側面視の断面図であり、図５に示すＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図４に示すＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図４に示すスイングハンマーと衝突ライナーとの周方向の関係を示す拡大図である。
【図７】図５に示すスイングハンマーと衝突ライナーとの幅方向の関係を示す模式図である。
【図８】図４に示すローターの部分拡大図である。
【図９】図８に示すＩＸ部拡大図である。
【図１０】従来の金属類廃棄物の処理設備における処理フローを示すブロック図である。
【符号の説明】
１…金属類ストックヤード
２…コンベヤ
３…エプロンコンベヤ
４…供給機
５…廃棄物処理装置
６…コンベヤ
７…リサイクルカッター
８…振動コンベヤ
９…オイル
１０…浄油機
１１…ケーシング
１２…投入口
１３…排出口
１４…破砕室
１５…ローター
１６…スイングハンマー
１７…軸受
１８…駆動軸
１９…中間ディスク
２０…端部ディスク
２１…スペーサ
２３…支持軸
２４…固定部材
２５…ブッシュ
２６…プロテクター
２７…取付部
２８…カバー部
２９…折返し部
３０…凹状部
３１…逃げ部
３２…衝突ライナー
３３，３４…衝突ライナー
３５…突出部
３６…支持部
３７…ガイド部材
３８…凹凸部
３９…衝突室
４０…ライナー
４１…グレート
４２…水噴霧機
４３…ノズル
４４…バルブ
４５…ガス濃度センサー
４６…放射型温度センサー
４７…収納通過溝
４８…振動コンベヤ
４９…軽量物分別機
５０…ブロワー
５１…ダスト集塵機
５２…吸引フード
５３…磁力選別機
５４…鉄類
５５…シュート
５６…渦電流選別機
５７…回転磁石体
５８…コンベヤベルト
５９，６０，６１…シュート
６２…処理設備
Ｄ…被破砕物
Ｅ…目開き
Ｒ…先端部軌跡
Ｓ…間隔

Claims (12)

1. 金属類廃棄物中の金属塊を分別し、該金属塊に廃棄物処理装置で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、該破砕した被破砕物から金属類を分別し、該分別した金属類から鉄類を分別し、該鉄類を分別した金属類から非鉄金属類を分別する金属類廃棄物の処理方法。
2. 金属類廃棄物中の金属塊を分別し、該金属塊を除いた金属類廃棄物を衝撃式又は剪断式破砕機により破砕処理し、該破砕処理した被破砕物から鉄類を分別し、該分別した鉄類に廃棄物処理装置で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、該破砕した被破砕物から鉄類を分別する金属類廃棄物の処理方法。
3. 金属類廃棄物中の金属塊を分別し、該金属塊を除いた金属類廃棄物を衝撃式又は剪断式破砕機により破砕処理し、該破砕処理した被破砕物から非鉄金属類を分別し、該分別した非鉄金属類に廃棄物処理装置で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、該破砕した被破砕物から非鉄金属類を分別する金属類廃棄物の処理方法。
4. 金属類廃棄物中の金属塊を分別し、該金属塊を除いた金属類廃棄物を衝撃式又は剪断式破砕機により破砕処理し、該破砕処理した被破砕物から鉄類を分別し、該鉄類を除いた被破砕物から非鉄金属類を分別し、該分別した鉄類と非鉄金属類とに廃棄物処理装置で衝撃力と摩擦力と捻り力とを与えて破砕し、該破砕した被破砕物から鉄類と非鉄金属類とを分別する金属類廃棄物の処理方法。
5. 金属塊または鉄類もしくは非鉄金属類を貯蔵する金属類ストックヤードと、該金属類ストックヤードから前記金属塊または鉄類もしくは非鉄金属類を供給する供給機と、該供給機で供給する被破砕物に衝撃作用と摩擦作用と捻り作用とを加えながら破砕する廃棄物処理装置と、該廃棄物処理装置で破砕した被破砕物中の鉄類を分別する磁力選別機と、該被破砕物中の非鉄金属類を分別する渦電流選別機又は比重選別機とを設けた金属類廃棄物の処理設備。
6. 請求項５記載の金属類廃棄物の処理設備において、
   前記廃棄物処理装置を、被破砕物を投入する投入口と、該投入口から投入した被破砕物を破砕する破砕室と、該破砕室で破砕した被破砕物を排出する排出口と、前記破砕室で破砕した被破砕物を所定の排出サイズで排出するグレートを該排出口と前記破砕室との間に備えたケーシングを設け、前記破砕室に複数のスイングハンマーを幅方向に装着したローターを設け、該ローターのスイングハンマー側に突出部を形成した衝突ライナーを前記破砕室内面の投入口側と排出口側との間に設け、前記スイングハンマーの先端に該衝突ライナーの突出部との間で被破砕物を破砕する打撃部を形成し、該スイングハンマーと衝突ライナーとの隙間を投入口側から排出口側にかけて徐々に狭くなるように形成した金属類廃棄物の処理設備。
7. 請求項６記載の金属類廃棄物の処理設備において、
   前記廃棄物処理装置のスイングハンマーの先端に凹凸部を形成して複数の打撃部を形成した金属類廃棄物の処理設備。
8. 請求項６又は請求項７記載の金属類廃棄物の処理設備において、
   前記廃棄物処理装置のスイングハンマーを幅方向に所定間隔で装着し、前記衝突ライナーの突出部を該所定間隔で配設したスイングハンマーの間に位置するように配設した金属類廃棄物の処理設備。
9. 請求項８記載の金属類廃棄物の処理設備において、
   前記廃棄物処理装置の投入口側から排出口側にかけて徐々に狭くなるように形成したスイングハンマーと衝突ライナーとの隙間を、排出側で衝突ライナーの突出部内径側端とスイングハンマーの先端部軌跡とが重なるように構成した金属類廃棄物の処理設備。
10. 請求項６〜９のいずれか１項に記載の金属類廃棄物の処理設備において、
    前記廃棄物処理装置のスイングハンマーと衝突ライナーとの間に水を噴霧する水噴霧機を設けて破砕する被破砕物の温度上昇を抑止するようにした金属類廃棄物の処理設備。
11. 請求項１０記載の金属類廃棄物の処理設備において、
    前記廃棄物処理装置に、前記ケーシング内の燃焼・爆発性ガス濃度を検知するガス濃度センサーと、該ガス濃度センサーで検知した燃焼・爆発性ガス濃度が所定の下限値以下となるように前記水噴霧機でケーシング内に水を噴霧する制御器とを設けた金属類廃棄物の処理設備。
12. 請求項１０又は請求項１１記載の金属類廃棄物の処理設備において、
    前記廃棄物処理装置に、前記グレートから排出される被破砕物の表面温度を検知する放射型温度センサーと、該放射型温度センサーで検知した被破砕物の表面温度が前記燃焼・爆発性ガスの引火あるいは発火温度以下となるように前記水噴霧機によりケーシング内に水を噴霧する制御器とを設けた金属類廃棄物の処理設備。

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