JP7101637B2 - 可燃性廃棄物の処理装置及び処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、可燃性廃棄物の処理装置及び処理方法に関し、特に、シュレッダーダスト、廃プラスチック、建設廃棄物等の可燃性廃棄物を有効利用する技術に関する。

シュレッダーダストをリサイクル処理するため、特許文献１には、シュレッダーダストを２５０～４５０℃の温度で加熱処理して脆化させ、脆化シュレッダーダストを破砕した後磁着物を除去し、磁着物を除去した脆化シュレッダーダストから、エアテーブルにより重産物として貴金属等を回収することで、シュレッダーダストから有価金属を回収し、残渣をセメント焼成用燃料等として利用する技術が記載されている。

また、特許文献２には、シュレッダーダスト等の可燃性廃棄物を加熱した後破砕し、その後エアテーブルに供給することで、可燃性廃棄物の選別精度を向上させた上で、有価金属や燃料として利用できる樹脂等を回収する技術が記載されている。

一方、シュレッダーダスト等の可燃性廃棄物には、クロム（Ｃｒ）等の忌避成分が含まれ、クロム濃度が高い場合には、セメントの品質に影響を与えるため、セメント燃料としての使用量を低下させざるを得ない場合があるなど、セメント燃料としての利用が事実上制限されていた。そこで、安定してシュレッダーダスト等をセメント資源化するためには、クロム等の忌避成分を低減することが好ましい。

廃棄物からのクロム除去に関する技術として、例えば特許文献３には、都市ごみ焼却主灰からクロム等の重金属を分離するため、焼却主灰を磁力選別により磁着物と非磁着物とに分離し、分離して得られた非磁着物をセメント焼成装置においてクロム分を低減させたセメント原料として用いることが記載されている。

また、特許文献４には、可燃性廃棄物からオーステナイト系ステンレス等のクロムを含む金属を回収するにあたって、廃棄物を破砕した後磁力選別することが記載されている。

特開２０１８－３４１４３号公報 特開２０１８－１６４８７２号公報 特開２０１７－１３７２２４号公報 特開平８－２２４４９８号公報

上記特許文献１及び２に記載の発明は、シュレッダーダスト等を加熱処理した後、破砕処理や物理選別処理を行うことで、貴金属を回収することを主眼とするものである。貴金属回収の途中の工程で磁着物を回収するが、その目的は磁着物が貴金属に混入しないようにするためであって、クロム等の忌避成分の低減を目的とするものではない。

また、特許文献３及び４に記載の発明のように、磁力選別、又は破砕後の磁力選別だけでは、クロム等の忌避成分の低減効果が充分ではない。

本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、シュレッダーダスト等の可燃性廃棄物からクロムを効果的に除去して有効利用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、可燃性廃棄物の処理装置であって、可燃性廃棄物を磁着物と非磁着物とに分離する磁力選別機と、該磁力選別機から排出される磁着物を加熱する加熱装置と、該加熱装置から排出される加熱物を破砕する破砕機と、該破砕機から排出される破砕物を重産物と軽産物とに分離する風力選別機又は／及び比重選別機とを備えることを特徴とする可燃性廃棄物の処理装置。

本発明によれば、可燃性廃棄物を磁力選別して得られた磁着物を加熱装置で加熱した後破砕するため、磁着物に含まれる金属と可燃分等を効率よく分離することができ、可燃性廃棄物からクロムを効果的に除去することができる。

上記可燃性廃棄物の処理装置において、前記可燃性廃棄物を磁着物と非磁着物とに分離する磁力選別機は、吊り下げ式磁力選別機と、該吊り下げ式磁力選別機の後段に該吊り下げ式磁力選別機が分離した非磁着物を磁着物と非磁着物とに分離するドラム式又はプーリー式磁力選別機であって、前記加熱装置は、該ドラム式又はプーリー式磁力選別機から排出される磁着物を加熱するように構成することで、吊り下げ式磁力選別機で異物を混入させないで純度の高い磁着物を回収し、ドラム式又はプーリー式磁力選別機で異物の混入に関わらず磁着物を回収し、クロムを効果的に除去することができる。

上記可燃性廃棄物の処理装置において、前記吊り下げ式磁力選別機の前段に、前記可燃性廃棄物を２粒群又は３粒群以上に分離する篩選別手段を備え、前記吊り下げ式磁力選別機は、前記２粒群又は３粒群以上の各々の可燃性廃棄物を磁着物と非磁着物とに分離し、前記ドラム式又はプーリー式磁力選別機は、前記吊り下げ式磁力選別機から排出される２粒群又は３粒群以上の非磁着物の各々を磁着物と非磁着物とに分離し、前記加熱装置は、前記ドラム式又はプーリー式磁力選別機から排出される２粒群又は３粒群以上の磁着物を一緒に加熱するように構成することで、篩選別機の後段の磁力選別機や渦電流選別機の処理効率を向上させることができる。

上記可燃性廃棄物の処理装置において、前記ドラム式又はプーリー式磁力選別機の後段に、該磁力選別機から排出される２粒群又は３粒群以上の非磁着物の各々を導電産物と非導電産物とに分離する渦電流選別機を備えることで、オーステナイト系ステンレス等のクロムを含む金属を導電産物として除去することができ、可燃性廃棄物に含まれるクロムをさらに効率よく除去することができる。尚、導電産物にはステンレス以外にアルミニウム、銅、真鍮等の金属も含まれるため、ステンレスのみを回収する場合には、導電産物をメタルソーターで処理するとよい。

さらに、本発明は、可燃性廃棄物の処理方法であって、可燃性廃棄物を第１の磁力選別によって磁着物と非磁着物とに分離し、該第１の磁力選別によって分離された磁着物を加熱し、該加熱物を破砕し、該破砕物を第２の磁力選別によって磁着物と非磁着物とに分離することを特徴とする。

また、本発明は、可燃性廃棄物の処理方法であって、可燃性廃棄物を磁力選別によって磁着物と非磁着物とに分離し、該磁力選別によって分離された磁着物を加熱し、該加熱物を破砕し、該破砕物を風力選別又は／及び比重選別によって重産物と軽産物とに分離することを特徴とする。

上記両発明によれば、可燃性廃棄物を磁力選別して得られた磁着物を加熱した後破砕するため、磁着物に含まれる金属と可燃分等を効率よく分離することができ、可燃性廃棄物からクロムを効果的に除去することができる。

以上のように、本発明によれば、シュレッダーダスト等の可燃性廃棄物からクロムを効果的に除去して有効利用することができる。

本発明に係る可燃性廃棄物の処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明では、可燃性廃棄物としてシュレッダーダストを処理する場合を例示する。

図１は、本発明に係る可燃性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、シュレッダーダストを篩選別する篩選別機２と、篩選別機２によって分離された篩下物を磁力選別する磁力選別機（以下「磁選機」という。）３と、篩上物を磁力選別する磁選機４と、磁選機３によって分離された非磁着物Ａを再度磁力選別する磁選機５と、磁選機４によって分離された非磁着物Ｂを再度磁力選別する磁選機６と、磁選機５によって分離された非磁着物Ｃを渦電流選別する渦電流選別機７と、磁選機６によって分離された非磁着物Ｄを渦電流選別する渦電流選別機８と、磁選機５、６によって分離された磁着物Ｃ、Ｄを加熱する加熱装置９と、加熱装置９から排出される加熱物を破砕する破砕機１０と、破砕機１０から排出される破砕物を重産物と軽産物とに分離する風力選別機１１とを備える。

篩選別機２は、シュレッダーダストを篩い分けて、粒群毎に処理を行うために設けられ、粒群毎に選別することで、後段の磁力選別や渦電流選別を効率的に処理することができる。篩い分けの粒群は、２粒群以上で篩い目は３～３０ｍｍとする。３粒群以上とする際は、篩い目の設定を５ｍｍ以上の差とする（例えば、５ｍｍと１０ｍｍ等）。

磁選機３、４は、吊り下げ式が好ましく、異物を混入させないで純度の高い磁着物を回収するために設けられる。磁選機３、４の磁石の磁束密度は７００～１５００ガウスが好ましい。

２段目の磁選機５、６はドラム式又はプーリー式が好ましく、異物（可燃物）混入に関わらず磁着物Ｃ、Ｄを回収するために設けられる。磁選機５、６の磁石の磁束密度は１５００ガウス以上が好ましい。

渦電流選別機７、８は、非磁着物Ｃ、Ｄから非磁性のステンレス由来のクロムやアルミニウム、銅、真鍮等の金属を除去するために設けられ、ローター回転数は、処理物の粒径が１０ｍｍ以上の場合は１５００ｒｐｍ以上、１０ｍｍ未満の場合は３０００ｒｐｍ以上とする。

加熱装置９は、磁着物Ｃ、Ｄを加熱して磁着物を分離回収し易くするために設けられ、図示例では、磁着物Ｃ、Ｄを一緒に加熱するが、磁着物Ｃ、Ｄを各々別々に加熱処理してもよい。加熱方式は特に指定はないが、処理能力を踏まえると外熱式ロータリーキルンが好ましい

破砕機１０は、加熱装置９から排出された加熱物を金属と可燃分（温度が高い場合は灰）とに分離させるために設けられ、破砕機１０としては、微粉砕の必要がないため、ジョークラッシャ、インパクトクラッシャ、ロールクラッシャ、ハンマークラッシャ等を用いることができる。

風力選別機１１は、破砕機１０による破砕物を重産物と軽産物とに分離するために設けられ、吹上げ式、 吸引式、密閉式等種々の形式から選択することができる。

次に、上記構成を有する処理装置１の動作について図１を参照しながら説明する。

受け入れたシュレッダーダストを篩選別機（篩選別手段）２で２粒群以上に篩い分ける。図示例では、２粒群に篩い分けている。

篩選別機２で分離した篩下物及び篩上物の各々を磁選機３、４で磁力選別し、異物が少なく純度の高い磁着物Ａ、Ｂを回収する。磁着物Ａ、Ｂの粒径は１０ｍｍ以上のものが多く、強磁性のステンレス由来のクロムが含まれている。

次に、磁選機３、４からの非磁着物Ａ、Ｂを磁選機５、６で磁力選別し、異物の混入に関わらず磁着物Ｃ、Ｄを回収する。磁着物Ｃ、Ｄには可燃物が混入しているため、後段で加熱処理を行う。磁着物Ｃ、Ｄの粒径は１０ｍｍ以下のものも多く、強磁性及び弱磁性のステンレス由来のクロムが含まれている。

さらに、磁選機５、６からの非磁着物Ｃ、Ｄを渦電流選別機７、８に導入し、渦電流選別機７、８によって渦電流選別を行い、導電産物Ａ、Ｂに非磁性のステンレス由来のクロムを回収する。渦電流選別機７で分離された非導電産物Ａは、粒径が小さいため、例えばセメントキルンの窯前、窯尻、仮焼炉から燃料として投入することができる。また、渦電流選別機８で分離された非導電産物Ｂは、粒径が大きいため、例えばセメントキルンの窯尻、仮焼炉から燃料として投入することができる。

一方、磁選機５、６で分離した磁着物Ｃ、Ｄを加熱装置９で加熱して後段で磁着物を分離回収し易くする。加熱装置９によって磁着物Ｃ、Ｄを高温で炭化・灰化させてもよいが、可燃物の熱エネルギー利用を考慮すると２５０～４５０℃で加熱するのが好ましい。

次に、加熱装置９から排出された加熱物を破砕機１０で破砕し、金属と可燃分又は灰とに分離する。破砕機１０によって加熱物を目標粒径５～２０ｍｍ以下になるまで破砕する。

最後に、破砕機１０による破砕物を風力選別機１１で重産物と軽産物とに分離し、重産物に強磁性及び弱磁性のステンレス由来のクロムを含む比重の大きい金属を回収し、軽産物に磁着物Ｃ、Ｄに付着してきた可燃物を回収することができ、回収した可燃物を燃料として、例えばセメントキルンの窯前、窯尻、仮焼炉から燃料として投入することができる。尚、重産物中の弱磁性・強磁性のステンレスと他の金属、樹脂の塊を分けたい場合には、さらに磁力選別を行う。

尚、上記実施の形態においては、破砕機１０による破砕物を重産物と軽産物とに分離するために風力選別機１１を用いたが、風力選別機１１に代えて、又は風力選別機１１と共にエアテーブル等の比重選別機を用いることもできる。

また、シュレッダーダストを篩選別機２で篩下物と篩上物の２粒群に分離した後各々を別々に処理したが、さらに篩選別機を設け、シュレッダーダストを３粒群以上に分離して各々を別々に処理することも可能であり、分離処理により篩選別機２の後段の磁力選別機や渦電流選別機の処理効率を向上させることができる。

一方、シュレッダーダストを篩選別機２で篩下物と篩上物とに分離せずに処理することも可能であり、シュレッダーダストをそのまま磁力選別し、磁着物を加熱し、破砕した後、風力選別又は／及び比重選別を行うこともできる。

さらに、上記実施の形態においては、シュレッダーダストを処理する場合を例示したが、建設廃棄物等その他の可燃性廃棄物を処理することもできる。

１ 可燃性廃棄物の処理装置
２ 篩選別機
３～６ 磁選機
７、８ 渦電流選別機
９ 加熱装置
１０ 破砕機
１１ 風力選別機

Claims (5)

1. 可燃性廃棄物を磁着物と非磁着物とに分離する磁力選別機と、
   該磁力選別機から排出される磁着物を加熱する加熱装置と、
   該加熱装置から排出される加熱物を破砕する破砕機と、
   該破砕機から排出される破砕物を重産物と軽産物とに分離する風力選別機又は／及び比重選別機とを備えることを特徴とする可燃性廃棄物の処理装置。
2. 前記可燃性廃棄物を磁着物と非磁着物とに分離する磁力選別機は、吊り下げ式磁力選別機と、該吊り下げ式磁力選別機の後段に該吊り下げ式磁力選別機が分離した非磁着物を磁着物と非磁着物とに分離するドラム式又はプーリー式磁力選別機であって、
   前記加熱装置は、該ドラム式又はプーリー式磁力選別機から排出される磁着物を加熱することを特徴とする請求項１に記載の可燃性廃棄物の処理装置。
3. 前記吊り下げ式磁力選別機の前段に、前記可燃性廃棄物を２粒群又は３粒群以上に分離する篩選別手段を備え、
   前記吊り下げ式磁力選別機は、前記２粒群又は３粒群以上の各々の可燃性廃棄物を磁着物と非磁着物とに分離し、
   前記ドラム式又はプーリー式磁力選別機は、前記吊り下げ式磁力選別機から排出される２粒群又は３粒群以上の非磁着物の各々を磁着物と非磁着物とに分離し、
   前記加熱装置は、前記ドラム式又はプーリー式磁力選別機から排出される２粒群又は３粒群以上の磁着物を一緒に加熱することを特徴とする請求項２に記載の可燃性廃棄物の処理装置。
4. 前記ドラム式又はプーリー式磁力選別機の後段に、該磁力選別機から排出される２粒群又は３粒群以上の非磁着物の各々を導電産物と非導電産物とに分離する渦電流選別機を備えることを特徴とする請求項３に記載の可燃性廃棄物の処理装置。
5. 可燃性廃棄物を磁力選別によって磁着物と非磁着物とに分離し、
   該磁力選別によって分離された磁着物を加熱し、
   該加熱物を破砕し、
   該破砕物を風力選別又は／及び比重選別によって重産物と軽産物とに分離することを特徴とする可燃性廃棄物の処理方法。

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