JPH0931552A - 金属容器混合廃棄物の再資源化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属容器混合廃棄物の再資源化方法及び装
置。 【解決手段】 スチール製容器及びアルミニウム製容器
を含む金属容器混合廃棄物を、制御された酸素濃度下に
３００〜５００℃で加熱処理して有機物を除くとともに
スチール容器に接着されているアルミニウム製蓋体の剥
離を行う工程、加熱処理された容器廃棄物表面の酸化物
及び炭化物を磁気分離する工程、磁気分離された両成分
を別々に一定サイズに裁断する工程、一定サイズに裁断
された両成分表面に付着している酸化物、炭化物を剥離
除去する工程、表面付着物が剥離除去された一定サイズ
の両成分を別々に圧縮塊状化する工程を含むことを特徴
とする金属容器混合廃棄物の再資源化方法及びその装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製の廃棄物、
特にスチール缶、アルミニウム缶などの金属容器から、
スチール成分やアルミニウム成分を個別に分離回収して
再利用するための廃棄物処理方法と該処理方法を実施す
るための装置に関する。特に本発明は、分別されずに廃
棄されているスチール製容器やアルミニウム製容器など
の金属容器混合廃棄物から、鉄やアルミニウムの原料と
してそのまま利用することのできる高純度、高密度の圧
縮塊状物として鉄やアルミニウムを回収することのでき
る方法と装置に関するものである。さらに本発明は、金
属容器のみならず、ガラス容器、陶磁器及びプラスチッ
ク容器等をも一緒に包装した袋体として廃棄されている
廃棄物から、人手を要することなく有価物たる金属を資
源として利用できる状態で回収することができる方法と
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種スチール製容器、アルミニウム製容
器、ガラス瓶、陶磁器及びプラスチック容器などを一緒
に含んだ廃棄物は、人手に頼ってその中からスチール缶
及びアルミニウム缶のような金属製容器を選別し、さら
にスチール製とアルミニウム製の容器を、たとえば磁気
選別等の手段で分けた後にそれぞれを別々に処理して再
資源化しているのが現状である。しかし、かかる人手に
頼る方法ではコストがかさみ好ましくない。また、スチ
ール製容器とアルミニウム製容器の選別が可能であった
としても、たとえばスチール製缶には、その蓋部分にア
ルミニウム製の蓋が接着されているので、スチール製の
缶から該アルミニウム製部分を人手に頼って取り除かね
ば純度の高い、良質の鉄原料とすることができないとい
う問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミニウ
ム製の部分を有するスチール缶のような複数材料から構
成されている金属製容器についても、人手を要すること
なくその構成金属部分毎に分解し、分別して再利用でき
る高純度の金属を高回収率で回収することのできる方法
と装置を提供することを目的とするものである。また、
本発明は、一般家庭等から廃棄物として排出される、ス
チール缶、アルミニウム缶などの金属製容器、ガラス
瓶、陶磁器、プラスチック容器などが一緒に混入してい
るごみ袋を、そのまま処理して最終的に有用な金属成分
を高純度で、かつ高回収率で回収できる方法と装置を提
供することを目的とするものでもある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、つぎの各方法及び装置からなる。 (1) スチール製容器及びアルミニウム製容器を含む金属
容器混合廃棄物を、弱酸化性に制御された酸素濃度雰囲
気下に３００〜５００℃で加熱処理して有機物を除く工
程、加熱処理された容器廃棄物物をスチール製成分とア
ルミニウム製成分とに磁気分離する工程、磁気分離され
た両成分を別々に一定サイズに裁断する工程、一定サイ
ズに裁断された両成分表面に付着している酸化物、炭化
物を剥離除去する工程、表面付着物が剥離除去された一
定サイズの両成分を別々に圧縮塊状化する工程を含むこ
とを特徴とする金属容器混合廃棄物の再資源化方法。

【０００５】(2) 前記の制御された酸素濃度下における
加熱処理は、ロータリーキルン内に供給される還元性物
質によって制御されている酸素濃度条件下に、３００〜
４００℃の温度で行われていることを特徴とする前記
(1) 記載の金属容器混合廃棄物の再資源化方法。

【０００６】(3) 前記の制御された酸素濃度下における
加熱処理は、加熱処理帯域への低級アルコール類の注入
によって生成する還元性ガスによって制御されている低
酸素濃度条件下に、３００〜４００℃の温度で行われて
いることを特徴とする前記(1)又は(2) 記載の金属容器
混合廃棄物の再資源化方法。

【０００７】(4) 還元性ガス発生物質注入装置、金属容
器混合廃棄物投入用スクリュウコンベア、酸素センサ
ー、燃焼用バーナー、二次燃焼室に接続された燃焼ガス
排出口を備えたロータリーキルンと、該ロータリーキル
ンの前記金属容器混合廃棄物投入用スクリュウコンベア
入口側を覆って配置されている二次燃焼室とを有する加
熱処理装置と、該加熱処理装置の出口側に配置されたエ
プロンコンベアと、該エプロンコンベアに続く磁気選別
機と、該磁気選別機に続く複数裁断装置と、該複数の裁
断装置から得られる各裁断片表面に付着する酸化物層、
炭化物層を剥離除去する複数の剥離装置と、該複数の剥
離装置から得られる裁断片を別々に圧縮塊状化する複数
の圧縮塊状化装置とを有する、スチール製容器及びアル
ミニウム製容器を含む金属容器混合廃棄物の再資源化装
置。

【０００８】(5) 前記還元性ガス発生物質注入装置は、
金属容器混合廃棄物投入用スクリュウコンベアに接続さ
れていることを特徴とする前記(4) 記載のスチール製容
器及びアルミニウム製容器を含む金属容器混合廃棄物の
再資源化装置。

【０００９】(6) 前記スチール製容器及びアルミニウム
製容器を含む金属容器混合廃棄物の再資源化装置は、金
属容器の他に、ガラス容器、陶磁器、プラスチック容器
等の非金属容器を含んで廃棄された包装袋から、金属製
容器のみを選別する原料分別装置にコンベアで接続され
ていることを特徴とする前記(4) 又は(5) 記載の金属容
器混合廃棄物の再資源化装置。

【００１０】本発明で加熱処理される金属製容器として
は、各種飲料用缶や各種加工食品、菓子類などの包装に
使用されているスチール製やアルミニウム製の容器の全
てが包含される。このような容器は、その外面に紙やプ
ラスチックなどの有機性の皮膜、塗膜、印刷層、接着層
を有しており、また、内面にもライニングなどの層を有
しているのが普通であり、したがって、このような金属
容器から金属成分を回収するに際しては、これらの有機
物を焼却して除くことが行われている。

【００１１】そして、ロータリーキルンによる有機物の
焼却処理は、有機物の完全燃焼を目的とするために豊富
な酸素の存在下に行われるのが普通であり、そのため
に、高温条件下での酸化反応に由来して目的金属成分の
酸化物への転化による損失が避けられず、金属成分の回
収効率は決して高くない。

【００１２】前記の本発明によれば、制御された酸素濃
度下にロータリーキルンによる加熱処理を実施すること
により、金属製容器に付着している有機物が除去容易な
物質に転化できるのみならず、金属成分の酸化物への転
化損失を避けることが可能となり、高効率での金属成分
の回収が可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】添付図面を参照して本発明におけ
る金属容器混合廃棄物の再資源化方法及び装置を説明す
る。図１は、本発明の金属容器混合廃棄物の再資源化方
法を実施するための加熱処理装置の構成を示すものであ
る。図２は、図１の加熱処理工程へ供給する被処理原料
系と加熱処理工程からの排気ガス処理系を示すものであ
る。

【００１４】図１に示すように、本発明の装置は、基本
的には、ロータリーキルン２と二次燃焼室３からなる加
熱処理装置１と、該加熱処理装置１に続くエプロンコン
ベア１０と、該エプロンコンベア１０に続く磁気選別機
１１と、該磁気選別機１１に続く振動コンベア１２、１
３と、該振動コンベア１２、１３に続く裁断機１４、１
５と、該裁断機１４、１５で別々に裁断されたスチール
成分とアルミニウム成分の小片に付着している酸化物や
炭化物を剥離除去するための剥離装置１８、１９とから
構成されている。

【００１５】ロータリーキルン２は、その搬出口側はエ
アカーテン７で外気と遮断されており、投入用のスクリ
ュウコンベア４からの被処理金属容器の搬入口側を含む
部分は二次燃焼室３内に収納された状態で配置されてい
る。該ロータリーキルン２にはバーナー６とともに、キ
ルン内の酸素濃度を測定するための酸素センサー５と、
該センサーの検知データをもとに該キルン内の酸素濃度
をコントロールする酸素コントロール装置８、及び該酸
素コントロール装置８からの指令によって還元性物質を
搬入スクリュウコンベア４内の被処理金属容器群に供給
するための注入装置８ａ、加圧装置８ｂが設置されてい
てキルン内の酸素濃度を常時監視し、コントロールでき
るように構成されている。

【００１６】二次燃焼室３は、ロータリーキルン２の搬
入口側から二次燃焼室内に排出される未燃焼の気化有機
物や還元性ガスを含んでいるキルン内燃焼排ガスを燃焼
させるためのバーナー９を備えている。二次燃焼室３内
の燃焼廃ガスは、必要に応じてスクリュウコンベア４に
よってキルン２内に搬入される被処理金属容器の予熱に
使用された後に室外に排出するため、図２における排気
ガス系に送られ、排ガス冷却器２９、サイクロン集塵機
３０、バグフィルター集塵装置３１、ブロワー３２のそ
れぞれで順次処理されて排出される。

【００１７】ロータリーキルン２の搬出側には、ロータ
リーキルン２からエプロンコンベア１０を経て搬出され
てくる加熱処理済みの混合金属容器を選別するための磁
気選別機１１が配置されている。磁気選別機１１の後に
は、該磁気選別機で分別された、たとえばスチール製容
器とアルミニウム製容器のような複数種の容器に付着し
ている炭素成分や酸化物皮膜などを部分的に剥離除去す
るための複数の振動コンベア１２、１３が配置され、各
振動コンベアそれぞれの搬出側には、処理済みのスチー
ル成分及びアルミニウム成分のそれぞれを適当なサイズ
の小片に裁断するための裁断機１４、１５が配置されて
いる。

【００１８】裁断機１４、１５には、振動コンベア１
６、１７を介して、裁断された小片状のスチール成分及
びアルミニウム成分の表面に付着している酸化物、炭化
物を完全に剥離除去するための剥離装置１８、１９が接
続されており、該剥離装置には、振動コンベア２０、２
１及びトロンメル２３、２４を介して剥離装置から得ら
れる高純度のスチール小片とアルミニウム小片とを別々
に適当な大きさと密度を有する塊状物に圧縮成型する圧
縮成型機２５、２６が接続されている。

【００１９】図２に示すように、ロータリーキルン２の
被処理金属缶搬入用のスクリュウコンベア４には、該コ
ンベア４からロータリーキルン２に搬入される被処理金
属容器を他のガラス容器、プラスチック容器、陶磁器な
どから分別するための一連の装置、すなわちホッパー３
３、搬入コンベア（図示を省略）、破袋装置３５、コン
ベア３６、比重分離装置３７、トロンメル３８、コンベ
ア３９などからなる一連の原料分別装置群が必要に応じ
て接続されている。

【００２０】また、剥離装置１８、１９から圧縮成型機
２５、２６に送られるスチール小片及びアルミニウム小
片から、それぞれの小片に付着随伴されている他成分を
最終的に除去するために圧縮成型機の前に磁気選別機２
２を設置することが好ましい。

【００２１】つぎに、図１及び図２を参照して本発明の
金属容器混合廃棄物の再資源化装置による本発明の再資
源化方法について説明する。まづ、図２に示すように通
常プラスチック袋などに収納されて廃棄される金属製、
ガラス製、陶磁器製、プラスチック製などのゴミが混在
しているゴミは、開封されることなくそのままホッパー
３３に投入され、該ホッパーからコンベアによって破袋
装置３５に送られ、ここで任意の手段によってプラスチ
ックなどの袋が破られゴミが取り出される。

【００２２】破袋装置で取り出されたゴミはついでコン
ベア３６により比重選別機３７に送られ、たとえば風力
選別などの方法により比重の大きなガラス瓶や陶磁器類
と、比重の小さい空缶類とに分別され、この空缶類はさ
らにトロンメル３８に送られ、随伴された比重の小さな
ガラスや陶磁器の小破片及びプラスチック容器がふるい
分けによって除かれる。

【００２３】トロンメルから得られる空缶などの金属容
器群は、アルミニウム製容器やスチール製容器から主と
して構成される金属容器混合物であり、他に小量のプラ
スチック袋片をも含むことが多い。トロンメルから得ら
れる金属容器混合物は、ついでコンベア３９に受け取ら
れ、図１に示す加熱処理装置１のスクリュウコンベア４
に送られる。

【００２４】以上の原料分別装置及び該装置を使用して
行われている図２の原料分別工程は、金属容器が他の非
金属物質からなる廃棄物と分別された状態で得られる場
合には当然不要となる工程である。

【００２５】図１に示すように、金属容器混合廃棄物
は、スクリュウコンベア４によって二次燃焼室３を通
り、必要に応じて予熱され、ロータリーキルン２内に搬
入される。ロータリーキルン２内は、バーナー６によっ
て３００〜５００℃の温度に加熱されており、混合金属
容器表面の塗装、印刷層などの皮膜を形成している有機
物が燃焼され、また熱分解される。また、スチール缶に
接着されているアルミニウム製の蓋は、この加熱処理で
缶本体から剥離される。

【００２６】ロータリーキルンは、内部にスパイラル状
条溝を有するロータリーキルンであってもよいが、内周
面に入口から出口側に向って平行な複数本のバー（又は
ロッド）を設け、キルンの回転時に、被処理容器が該バ
ーとキルン内型の間に保持されて持ち上げられ、上部に
至ったところで自由落下するようなキルン内構造とする
ことが好ましい。このようなキルン内構造によって例え
ばスチール缶に接着されているアルミニウム製の蓋は、
落下衝撃が加わりスチール缶からの分離が確実となる。

【００２７】ロータリーキルン２は、３００〜５００℃
に維持され、また、酸素濃度も常に所定範囲（弱酸化性
雰囲気）に維持されている。このように制御されている
条件下での燃焼処理によってアルミニウム缶やスチール
缶のような金属容器表面が過度に酸化されることが防止
される。炉内の酸素濃度のコントロールは、ロータリー
キルン２に設置されている、たとえばジルコニアセンサ
ーのような酸素センサー５によって炉内の酸素濃度が検
知され、濃度が規定範囲を越えた場合には、酸素コント
ロール装置８からの指令によって注入装置８ａから、た
とえばメタノールのような還元性物質を窒素ボンベなど
の加圧装置８ｂを利用してキルン内に適量注入すること
によっておこなわれる。

【００２８】注入装置８ａから注入される還元性物質と
しては、エタノールのような他の低級アルコールであっ
てもよいし、また、それ自体が還元性燃料ガスである水
性ガスやメタンのようなものであってもよい。キルン内
では、混合金属容器に随伴されたプラスチック袋片もむ
ろん燃焼する。

【００２９】ロータリーキルン２の燃焼処理物搬出口側
にはエアカーテン装置７が設置され、キルン内と外気と
をエアカーテンによって遮断することによって、キルン
内の燃焼条件のコントロールが容易にできるように構成
されている。ロータリーキルン内の上記温度条件での燃
焼処理によって、通常のスチール缶に接着によって取り
付けられているアルミニウム製の蓋体などは、スチール
缶本体から剥離される。

【００３０】ロータリーキルン２内で生成する加熱処理
排ガスは、金属容器物表面有機物の分解によって生成し
た可燃性ガスや酸素濃度コントロール用に注入されたメ
タノールなどの分解によって生成した一酸化炭素などを
小量含む高温ガスである。このロータリーキルン排ガス
は二次燃焼室３に排出され、ここでバーナー１５から供
給される空気や燃料とともに完全燃焼された後燃焼室外
に排出され、排ガス冷却器２９、サイクロン集塵機３
０、バグフィルター集塵機３１及びブロワー３２などを
経て大気中に排出される。

【００３１】ロータリーキルン２での加熱処理を終えた
混合金属容器は、ついで該キルンからエプロンコンベア
１０に排出され、磁気選別機１１に送られてスチール成
分とアルミニウム成分とに磁気分離される。分離された
両成分は、ついで別々に振動コンベア１２（アルミニウ
ム成分）、１３（スチール成分）を経て裁断装置１４、
１５に送られ、ここで表面に付着している酸化物や炭化
物の皮膜を除去しやすくするために適当なサイズの小片
に裁断される。

【００３２】裁断装置１４、１５から得られたアルミニ
ウム成分及びスチール成分からなる小片は別々に振動コ
ンベア１６、１７を経て剥離装置１８、１９に送られ、
ここで表面に付着していた酸化物皮膜や炭化物皮膜が強
制的に完全に剥離除去される。この剥離除去操作中に、
小片はペレット状に変形される。

【００３３】酸化物や炭化物の付着物が除かれたペレッ
ト状のスチール小片は振動コンベア２１で、またアルミ
ニウム小片は振動コンベア２０によって別々に搬送さ
れ、トロンメル２３、２４で随伴された酸化物や炭化物
粉末をふるい落としながら圧縮成型機２５、２６に送ら
れ、ここでペレット状の小片は適当な大きさと密度を有
するアルミニウムペレット及びスチールペレットに成型
されストッカー２７及び２８に収納される。成型された
ペレット塊状物は、そのまま鉄やアルミニウムの原料と
して使用することのできる大きさ、密度を有しており、
かつ高純度の塊状物である。

【００３４】裁断装置１４、１５から得られた小片は、
上記したように振動コンベア１６、１７、剥離装置１
８、１９、などを経て最終的に圧縮成型機２５、２６に
送られるが、該ペレット状の小片、特にスチール小片成
分には僅かながら、アルミニウム成分が随伴されている
ことがあるので、さらに必要であれば、スチール小片を
圧縮成型機に送るに先だって、磁気選別機２２を通して
アルミニウム成分を除去することが望ましい。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明した本発明の金属容器混合廃
棄物の再資源化装置及びその方法によれば、一般家庭か
ら一応分別して排出されている混合金属缶廃棄物であれ
ば、金属の種類毎にさらに分別する作業を必要とせずに
そのまま再資源化処理することができる。また、若干の
ガラス瓶や陶磁器製品が混入していても加熱処理工程に
続く各段階での不要成分の除去操作によって除かれるの
で、特別な選別工程は不要である。

【００３６】さらに、得られるスチール成分やアルミニ
ウム成分は高純度で、かつ適当な大きさと重量を有する
ペレット圧縮体であり、そのまま鉄やアルミニウム原料
として利用することができるものであるし、燃焼処理時
における酸化物生成が少ないため、容器を構成する金属
成分の損失が少なく、高い回収率で鉄やアルミニウム原
料を得ることができる装置及び方法を提供できる効果を
有するものである。加えて、スチール缶に一体化されて
いるアルミニウム製の蓋体も、人手を要することなく、
コントロールされた加熱処理のみで簡単にスチール缶本
体から分離することができるので、スチール缶を低いコ
ストで鋼原料に再資源化することを可能とする優れた効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属缶混合廃棄物の再資源化装置構成
を示す概略配置図。

【図２】本発明の装置の原料分別系、排気ガス系を説明
する概略図。

【符号の説明】

１：加熱処理装置、２：ロータリーキルン、３：二次燃
焼室、４：スクリュウコンベア、５：酸素センサ、６：
バーナー、７：エアカーテン、８：酸素コントロール装
置、９：バーナー、１０：エプロンコンベア、１１：磁
気選別機、１２、１３：振動コンベア、１４、１５：裁
断機、１６、１７：振動コンベア、１８、１９：剥離装
置、２０、２１：振動コンベア、２２：スチール磁気選
別機、２３、２４：トロンメル、２５、２６：圧縮成型
機、２７：アルミニウム塊状物ストッカー、２８：スチ
ール塊状物ストッカー、２９：排ガス冷却機、３０：サ
イクロン集塵機、３１：バグフィルター集塵機、３２：
ブロワー、３３：ホッパー、３４、３６、３９：コンベ
ア、３７：重力選別機、３８：トロンメル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 芳昭 埼玉県鴻巣市赤見台１丁目13番２−106号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチール製容器及びアルミニウム製容器
   を含む金属容器混合廃棄物を、弱酸化性に制御された雰
   囲気下に３００〜５００℃で加熱処理して有機物を除く
   工程、加熱処理された容器廃棄物をスチール製成分とア
   ルミニウム製成分とに磁気分離する工程、磁気分離され
   た両成分を別々に一定サイズに裁断する工程、一定サイ
   ズに裁断された両成分表面に付着している酸化物、炭化
   物を剥離除去する工程、表面付着物が剥離除去された一
   定サイズの両成分を別々に圧縮塊状化する工程を含むこ
   とを特徴とする金属容器混合廃棄物の再資源化方法。
2. 【請求項２】 前記の加熱処理は、ロータリーキルン内
   に供給される還元性物質によって弱酸化性に制御されて
   いる酸素濃度条件下に、３００〜４００℃の温度で行わ
   れていることを特徴とする請求項１記載の金属容器混合
   廃棄物の再資源化方法。
3. 【請求項３】 前記の加熱処理は、加熱処理帯域への低
   級アルコール類の注入によって生成する還元性ガスによ
   って弱酸化性に制御されている酸素濃度条件下に、３０
   ０〜４００℃の温度で行われていることを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載の金属容器混合廃棄物の再資
   源化方法。
4. 【請求項４】 還元性ガス発生物質注入装置、金属容器
   混合廃棄物投入用スクリュウコンベア、酸素センサー、
   燃焼用バーナー、二次燃焼室に接続された燃焼ガス排出
   口を備えたロータリーキルンと、該ロータリーキルンの
   前記金属容器混合廃棄物投入用スクリュウコンベア入口
   側を覆って配置されている二次燃焼室とを有する加熱処
   理装置と、該加熱処理装置の出口側に配置されたエプロ
   ンコンベアと、該エプロンコンベアに続く磁気選別機
   と、該磁気選別機に続く複数裁断装置と、該複数の裁断
   装置から得られる各裁断片表面に付着する酸化物層、炭
   化物層を剥離除去する複数の剥離装置と、該複数の剥離
   装置から得られる裁断片を別々に圧縮塊状化する複数の
   圧縮塊状化装置とを有する、スチール製容器及びアルミ
   ニウム製容器を含む金属容器混合廃棄物の再資源化装
   置。
5. 【請求項５】 前記還元性ガス発生物質注入装置は、金
   属容器混合廃棄物投入用スクリュウコンベアに接続され
   ていることを特徴とする請求項４記載のスチール製容器
   及びアルミニウム製容器を含む金属容器混合廃棄物の再
   資源化装置。
6. 【請求項６】 前記スチール製容器及びアルミニウム製
   容器を含む金属容器混合廃棄物の再資源化装置は、金属
   容器の他に、ガラス容器、陶磁器等の非金属容器を含ん
   で廃棄された包装袋から、金属製容器のみを選別する原
   料分別装置にコンベアで接続されていることを特徴とす
   る請求項４又は５記載の金属容器混合廃棄物の再資源化
   装置。