JPH09170034A

JPH09170034A - 廃棄物からの金属回収方法

Info

Publication number: JPH09170034A
Application number: JP18703296A
Authority: JP
Inventors: Shosaku Fujinami; 晶作藤並; Satoru Inoue; 覚井上; Yasuhiro Anazawa; 泰裕穴沢; Katsuyuki Kurihara; 勝幸栗原; Kazuo Takano; 和夫高野; Masaaki Irie; 正昭入江; Tetsuhisa Hirose; 哲久廣勢; Takahiro Oshita; 孝裕大下
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチックと金属をラミネート状に積層し
た包装材料、金属缶、電子基板、電線類の廃棄物から、
金属のみを酸化されないクリーンな状態で回収すること
ができる金属回収方法を提供する。【解決手段】プラスチック・金属複合体の廃棄物１６
を、金属の融点以下の温度で、プラスチックを熱分解ガ
ス化１８する以上の温度の熱媒体１７と直接接触させる
ことにより、プラスチック分を除去し金属を回収１９す
ることを特徴とする金属回収方法としたものであり、前
記廃棄物と熱媒体との接触は、無酸素雰囲気下で行う
か、又は含酸素ガス供給下に行い、該熱媒体は、移動層
又は流動層を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック・金
属複合体廃棄物からの金属回収方法に係り、特にポリエ
ステル、エポキシ等のプラスチックとアルミニウム、
鋼、銅等の金属を、ラミネート状に積層した包装材料の
廃棄物、銅箔を内蔵したプラスチック積層の電子基板及
び電線類の廃棄物、又は、金属缶製造時に発生する端
材、不良品や、使用済みの金属缶を熱処理して、金属の
みを酸化されないクリーンな状態で回収する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種レトルト食品やハミガキ薬チ
ューブ等のラミネート包装材や、ビール、ジュース等の
飲料缶、食料缶、並びに電子計算機、制御機用電子基
板、回路接続電線の普及に伴い、容器製造工程において
発生する切断片等の廃棄物が大量に発生し、また、それ
ら容器や電子機器の使用後の廃棄物が大量発生し、その
処理に困窮している。この種の包装材料や電子用基板、
電線類には高品位の金属が用いられているが、現在大半
は埋め立て処分に付されており、その有効利用が強く望
まれている。例えば、ポリエステルとアルミニウムをラ
ミネート状に積層した包装材料廃棄物を燃焼させようと
すると、燃焼が急速であるため、アルミニウムが酸化さ
れるという問題があった。また、燃焼のために大量の空
気を供給すると、アルミニウムが薄い箔状であるため、
燃焼排ガスに同伴して舞い上がり、煙道やガス処理装置
の内部に堆積するといった問題もあった。

【０００３】飲料缶、食料缶等のスチール缶を製造する
工程にて大量発生する端材や不良品の場合は、従来スク
ラップとして板材メーカに持ち込まれ、溶解炉に直接投
入することにより、そのリサイクル利用が図られてき
た。ところが、この方法では板材にラミネートされたプ
ラスチックフィルムがスチール上で急速燃焼するため、
スチール表面が酸化されてしまい、また同時に発生する
煤煙が周囲の環境を悪化させるといった問題を発生させ
た。一方、米国生まれのデラッカリングシステムと称す
る技術がある。この技術は、使用済みアルミ缶の表面塗
料を燃焼除去することにより、溶解炉投入時のアルミの
酸化ロスを低減することを目的としている。デラッカリ
ングシステムには各種の方式があるが、主流はロータリ
ーキルンを用いるもので、酸素濃度が５〜８％になるよ
うコントロールされた８００〜８５０℃の高温ガスをキ
ルン内に吹き込むことにより、予め細断されたアルミ缶
の表面塗料を燃焼させる。この時、キルン内のアルミの
温度は５００〜５５０℃に保持され、燃焼後の高温ガス
は循環使用される。アルミ缶とガスの流れ方向によって
並流式と交流式がある。使用済みアルミ缶には水分の残
存することが多いが、これを蒸発せしめて溶解炉投入時
の水蒸気爆発を防ぐこともデラッカリングの重要な役割
である。コンベアに熱風を吹き付けるようなタイプのも
のもある。いずれの方法も、装置が大きくなること、大
量の燃料を消費することが欠点であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題を解決し、ポリエステル等のプラスチックとアルミニ
ウム、鋼、銅等の金属をラミネート状に積層した包装材
料、金属缶又は電子基板や電線類の廃棄物から、簡便で
経済的に金属のみを酸化されないクリーンな状態で回収
することができるプラスチック・金属複合体廃棄物から
の金属回収方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、プラスチック・金属複合体の廃棄物
を、金属の融点以下の温度で、プラスチックを熱分解ガ
ス化する以上の温度、好ましくは４００〜６００℃の熱
媒体と直接接触させることにより、プラスチック分を除
去し金属を回収することを特徴とする金属回収方法とし
たものである。前記方法において、廃棄物と熱媒体との
接触は、無酸素雰囲気下で行うか、又は含酸素ガス供給
下に行い、また、前記熱媒体は、移動層又は流動層を形
成している状態がよく、そして、金属の回収は、排出し
た金属と熱媒体の混合物を、振動ふるい又は横型回転分
級機等を用いて行うことができる。

【０００６】熱媒体としては、上記温度域及びそれ以下
の温度域において、熱的に不活性なものであればいずれ
も使用できる。形状的には粒状物が好ましく、例えば、
流動床燃焼炉の流動砂として用いられる珪砂（粒径０．
４〜１ｍｍ程度）やアルミナが好適な熱媒体である。本
発明において使用できるプラスチック・金属複合体の廃
棄物は、プラスチックと金属をラミネート状に積層した
包装材料の廃棄物、又は、銅箔を内蔵したプラスチック
積層の電子基板及び電線類の廃棄物であるか、又は、プ
ラスチックフィルムを表面にラミネートしたアルミニウ
ム、鋼、銅等の金属板材から金属缶を製造する工程で発
生する端材、不良金属缶又は使用済み金属缶であり、４
０〜１００ｍｍサイズに細断して使用するのがよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明では、プラスチック・金属複合体廃棄物と、金属
の融点以下の所定温度に制御した砂等の熱媒体を直接接
触させることにより、プラスチック分のみが熱分解ガス
化されて除かれ、残った金属は酸化されないクリーンな
状態で回収される。具体的には、高温の砂の移動層中に
予め細かく切断しておいたプラスチック・金属複合体廃
棄物を空気を断った状態で定量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チャー粒子になる。チャ
ー粒子は、砂、金属とともに系外に排出後、篩分け等に
より粗大な金属が分離回収され、チャー粒子は固形燃料
として焼却炉に送られる。あるいは、空気を供給して流
動化させた高温の砂の流動層中に細断したプラスチック
・金属複合体廃棄物を供給することにより、プラスチッ
ク分は熱分解ガス化され、ガス／タールの気体成分とな
る。この場合、チャーは部分酸化によりガス化されてＣ
ＯもしくはＣＯ₂となるため、砂中にはほとんど残らな
い。従って、砂と金属のみが系外に排出され、しかる後
に篩分けにより金属が回収される。

【０００８】以下、図面を用いて本発明を具体的に説明
する。図１は、本発明の金属回収方法を適用した燃焼装
置の全体構成図であり、熱分解槽に移動層を用いたケー
スである。図２は流動層方式の熱分解槽の拡大図であ
る。図１において、１は流動床燃焼炉、２はその流動層
部、３は不燃物排出シュート、４は砂排出機、５は砂搬
送コンベア、６は振動篩、７は砂エレベータ、８は砂供
給機、９は熱分解槽、１０は上限の１１は下限の検出用
レベルスイッチ、１２はポリエステル・アルミニウム積
層体廃棄物の供給機、１３は砂排出機、１４は振動篩で
ある。

【０００９】次に図１の各構成を具体的に説明すると、
１は積層体廃棄物以外の可燃物ａを大量に燃焼処理する
ための流動床燃焼炉で、流動層部２に流動空気ｂが導入
されて燃焼され、燃焼排ガスｃが排出され、炉底の不燃
物排出シュート３から流動媒体である砂と粗大不燃物ｄ
が排出される。なお、不燃物排出シュート３は水冷ジャ
ケット構造となっており、排出物は所定の温度に冷却さ
れる。排出された砂と粗大不燃物ｄは、搬送コンベア５
により振動篩６に供給され、細かな砂ｅと粗大な不燃物
ｆとに分別される。篩下排出物である砂ｅは、高温を保
ったまま砂エレベータ７により上方に搬送され、砂供給
機８を介して熱分解槽９に供給される。

【００１０】熱分解槽９の内部には高温の砂が堆積し、
槽の下方に設置された砂排出機１３により排出される。
このため、熱分解槽９の内部には高温の砂の移動層（移
動方向は上から下）が形成される。熱分解槽９の側面に
設けた砂レベルの上限検出用レベルスイッチ１０と下限
検出用レベルスイッチ１１により、熱分解槽９内の砂レ
ベルはほぼ一定の高さに保たれる。すなわち、砂排出機
１３は能力的に砂供給機８より低めに設計されているた
め、上限レベルスイッチ１０が砂レベルを検知すると、
砂供給機８は自動的に運転を停止し、砂エレベータ７よ
り供給される砂は、接続パイプを通って直接燃焼炉１に
戻される。

【００１１】熱分解槽９の上部にはポリエステル・アル
ミニウム積層体廃棄物ｇの供給機１２が接続され、予め
せん断破砕機によって４０〜１００ｍｍのサイズに細破
砕された積層体廃棄物ｇが供給される。熱分解槽９に投
入された積層体廃棄物は、高温の砂の移動層中に取り込
まれることにより、プラスチック分のみが無酸素下で速
やかに熱分解ガス化され、ガス、タールの気体成分とチ
ャー粒子になる。一方、アルミ箔は、酸化を受けない状
態で砂中に残る。アルミ箔とチャーを含む砂は、砂排出
機１３により熱分解槽９の底部より排出され、振動篩１
４によって粗大なアルミ箔ｉのみが細かな砂やチャーｈ
と分けられ、リサイクル可能なクリーンな性状で回収さ
れる。熱分解槽９内でプラスチック分がガス化する際発
生する可燃性の熱分解ガスｋは、直接燃焼炉１の上部に
導かれ燃焼処理される。

【００１２】上記において、熱分解槽９の内部に緩慢な
流動層を形成したものを用いることも可能である。すな
わち、図２の熱分解槽９の拡大図はこれを示したもので
ある。１５は空気ｊ吹き込み用のパイプグリッドであ
る。砂のＵｍｆ（最小流動化速度）の２倍程度の空気量
が、パイプグリッド１５を通じて熱分解槽９内に供給さ
れることにより、槽内には比較的穏やかな流動層が形成
される。この場合、細断したポリエステル・アルミニウ
ム積層体廃棄物ｇを流動層上方より投入すると箔状であ
るために一部が飛散する恐れがあるので、直接流動層内
に供給する方法が望ましい。流動化する高温の砂と接触
することにより、プラスチック分はまんべんなく熱分解
ガス化され、ガスとタールの気体成分となる。この場
合、チャーは部分酸化されて一酸化炭素もしくは二酸化
炭素となるため、砂中にはほとんど残らない。従って、
砂とアルミ箔は炉外に排出後、篩分けにより細かな砂と
大きなサイズの金属箔とに分別される。熱分解槽９内で
は、送り込まれた空気中の酸素により部分酸化反応が起
きるが、層内は還元雰囲気に常時保たれているので、金
属が酸化されることはない。

【００１３】次に、本発明の別の金属回収方法を適用し
た燃焼装置の全体構成図を図３に示す。図３は金属缶廃
棄物からの金属回収に適用される。図３において、図１
と同じ符号は同じ意味を示し、１６と１７は不燃物分離
用トロンメルの供給機と本体、１８と１９は金属材分離
用トロンメルの供給機と本体である。図３でも、１は可
燃性の固形廃棄物ａを大量に燃焼処理する流動床燃焼炉
で、２の流動層部では流動媒体である砂が流動化空気ｂ
により流動化しつつ、炉の中央で沈み込み周辺で上昇す
るといった旋回運動を行っている。砂と不燃物の混合物
ｄは、炉底の不燃物排出シュート３より排出され、砂分
離用トロンメルに一体化した供給機１６によりトロンメ
ル本体１７に送られ、細かな砂ｅと粗大な不燃物ｆに分
別される。篩下の砂ｅは、高温を保ったまま金属材回収
用トロンメル１９に付属した供給機１８に供給される。
供給装置１２により金属缶廃棄物ｇが同一の供給機１８
に供給され、砂ｅと金属缶廃棄物ｇは供給機１８内で混
合されながらトロンメル本体１９に供給され、プラスチ
ックフィルムの熱分解ガス化が完了すると同時に分級が
行われる。篩下の砂とチャーの混合物ｈは、砂搬送コン
ベヤ７により上方に搬送され、流動床燃焼炉１に戻され
る。一方、金属片ｉは酸化されないクリーンな状態で回
収される。トロンメル本体には酸素を含まないパージガ
スｌが供給され、熱分解ガス化により生成した可燃性の
熱分解ガスｋは流動床燃焼炉１に供給されて燃焼され
る。

【００１４】金属缶廃棄物から金属の回収方法について
具体的に説明する。先ず、金属缶廃棄物ｇを、、高温の
砂と混合する際に接触が十分行われるように、４０〜１
００ｍｍ程度のサイズに裁断する。細断された金属缶廃
棄物ｇと高温の砂ｅは、トロンメル１９に直結したフィ
ーダ１８内で合流した後に、トロンメル１９に送られ
る。フィーダ１８内では若干の混合が行われるため、ト
ロンメル１８に入る前に熱分解ガス化の反応は相当程度
進行している。トロンメル１８に供給された金属缶廃棄
物ｇと砂ｅは、トロンメルの回転運動により激しく混合
攪拌され、ここでプラスチックフィルムは完全に熱分解
ガス化される。トロンメル１９内は、外気と遮断されて
いるか、又は酸素を含有しないガスｌが常時供給されて
いるため、トロンメル内にはほとんど酸素が存在しな
い。このため、金属片は酸化を受けることなく回収され
る。

【００１５】熱分解反応により発生した熱分解ガスｋは
速やかに排出され焼却処理される。トロンメル内での熱
分解反応は瞬時に完了するが、これは先述したデラッカ
リングシステムのように伝熱が固体−気体間ではなく、
固体−固体間のために素速く行われるからである。熱分
解反応と並行して、砂とチャーｈはトロンメル１９の円
筒部に空けられた穴から排出され、後には金属片ｉが残
る。このため、デラッカリングシステムで使用されるロ
ータリーキルンと比較して、格段に小さなサイズのトロ
ンメルで所要の目的を達成することが出来る。また、ト
ロンメル内に吹き込む高温ガスの酸素濃度を微妙にコン
トロールする必要が無いばかりか、酸素を含まないガス
をパージ用として供給するだけで事足りる。

【００１６】金属缶廃棄物ｇが表面にラミネート材とし
てＰＥＴを使用している場合、砂ｅの温度は４５０〜５
５０℃とするのが良いことがテストの結果判明した。流
動床燃焼炉で用いられる砂の粒径は、０．４〜１．０ｍ
ｍ、通常は０．６ｍｍ程度であるが、金属缶廃棄物との
混合接触を十分に行わせるためにはこれと同じ粒径が最
も好適と考えられる。トロンメル１９の目開きについて
は、金属缶廃棄物の破砕粒度の１／２程度と出来るだけ
大きくした方がよい。また、流動床燃焼炉直後の不燃物
分別１７に際しては、篩の目開きは出来るだけ小さくし
て、砂の中に出来るだけ不燃物が混じらないようにする
ことが肝要である。

【００１７】図４に、本発明の他の金属回収方法を適用
した燃焼装置の全体構成図を示す。図４において、図３
と同じ符号は同じ意味を有し、２１は攪拌機、２３は振
動篩である。図４では、トロンメル本体１７からの砂ｅ
は、高温を保ったまま移動床方式の熱分解槽９に供給さ
れる。一方、供給装置１２により金属缶廃棄物ｇが同一
の槽に供給され、攪拌機２１により砂ｅと金属缶廃棄物
津ｇは熱分解槽９内で混合される。熱分解槽９には酸素
を含まないパージガスｌが供給され、熱分解ガス化によ
り生成した可燃性の熱分解ガスｋは、速やかに流動床燃
焼炉１に供給され燃焼される。槽下部より排出された
砂、チャー、金属片の混合物は振動篩２３に供給され、
粒度差による分別が行われ、粗大な金属片ｉは酸化を受
けないクリーンな状態で回収される。篩下排出物である
砂とチャーの混合物ｈは、砂搬送コンベア７により上方
に搬送され、流動床燃焼炉１に戻される。なお、図３及
び図４において、トロンメル１９や熱分解槽９は、図１
のようにエレベータ７の下流に設置してもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、プラスチックと金属複合体の
廃棄物を、金属の融点より低い媒体と間接的に接触する
ことにより熱分解ガス化し、金属のみを酸化されないク
リーンなすなわちリサイクル可能な状態で回収する方法
を提示するものである。本発明の適用により、簡便で経
済的な手段を用いて、プラスチック・金属複合体廃棄物
より金属を高品位に保ったままの状態で回収出来、しか
も輸送や貯蔵に適した形状とすることができ、資源の有
効利用もしくは廃棄物投棄量の低減の上から大いに有効
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属回収方法を適用した燃焼装置の全
体構成図。

【図２】ガス化炉の他の例を示す部分拡大図。

【図３】本発明の別の金属回収方法を適用した燃焼装置
の全体構成図。

【図４】本発明の他の金属回収方法を適用した燃焼装置
の全体構成図。

【符号の説明】１：流動床燃焼炉、２：流動層部、３：不燃物排出シュ
ート、４：砂排出機、５：砂搬送コンベア、６：振動
篩、７：砂エレベータ、８：砂供給機、９：熱分解槽、
１０：上限検出用レベルスイッチ、１１：下限の検出用
レベルスイッチ、１２：廃棄物の供給機、１３：砂排出
機、１４：振動篩、１５：パイプグリッド、１６、１
７：不燃物分離用トロンメルの供給機と本体、１８、１
９：金属材分離用トロンメルの供給機と本体、、２１：
攪拌機、２３：振動篩、ａ：固形廃棄物、ｂ：流動化空
気、ｃ：燃焼排ガス、ｄ：砂と不燃物の混合物、ｅ：
砂、ｆ：不燃物、ｇ：金属缶廃棄物、ｈ：砂とチャーの
混合物、ｉ：金属片、ｊ：供給空気、ｋ：熱分解ガス、
ｌ：パージガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栗原勝幸東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者高野和夫東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者入江正昭東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者廣勢哲久東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者大下孝裕東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック・金属複合体の廃棄物を、
金属の融点以下の温度で、プラスチックを熱分解ガス化
する以上の温度の熱媒体と直接接触させることにより、
プラスチック分を除去し金属を回収することを特徴とす
る金属回収方法。
【請求項２】前記廃棄物と熱媒体との接触は、無酸素
雰囲気下で行うか、又は含酸素ガス供給下で行うことを
特徴とする請求項１記載の金属回収方法。
【請求項３】前記熱媒体は、移動層又は流動層を形成
していることを特徴とする請求項１又は２記載の金属回
収方法。
【請求項４】前記金属の回収は、排出した金属と熱媒
体の混合物を篩分けにより行うことを特徴とする請求項
１、２又は３記載の金属回収方法。
【請求項５】前記廃棄物が４０〜１００ｍｍサイズに
細断されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か１項記載の金属回収方法。
【請求項６】前記プラスチック金属複合体の廃棄物
が、プラスチックと金属をラミネート状に積層した包装
材料、又は、銅箔を内蔵したプラスチック積層の電子基
板及び電線類の廃棄物であることを特徴とする請求項１
〜５のいずれか１項記載の金属回収方法。
【請求項７】前記プラスチック・金属複合体の廃棄物
が、プラスチックフィルムを表面にラミネートした金属
板材から金属缶を製造する工程で発生する端材、不良金
属缶又は使用済み金属缶であることを特徴とする請求項
１〜５のいずれか１項記載の金属回収方法。
【請求項８】前記排出した金属と熱媒体の混合物の篩
分けが、振動ふるい又は横型回転分級機を用いて行うこ
とを特徴とする請求項４記載の金属回収方法。