(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022139367
(43)【公開日】2022-09-26
(54)【発明の名称】銅線の回収方法
(51)【国際特許分類】
B09B 5/00 20060101AFI20220915BHJP
【FI】
B09B5/00 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021039709
(22)【出願日】2021-03-11
(71)【出願人】
【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088719
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 博史
(72)【発明者】
【氏名】村岡 秀
(72)【発明者】
【氏名】田中 史人
(72)【発明者】
【氏名】森本 智也
【テーマコード(参考)】
4D004
【Fターム(参考)】
4D004AA22
4D004AB03
4D004BA05
4D004CA02
4D004CB11
4D004DA02
(57)【要約】
【課題】廃電子電気機器の破砕屑を回転ドラムに装入して銅線が互いに絡み合った集合体を形成して銅線を回収する方法において、該集合体の形成が不十分である課題を解決した銅線の回収方法を提供する。
【解決手段】廃電子電気機器の破砕屑を回転ドラムで回転して、該破砕屑に含まれる銅線が互いに絡み合った集合体を形成させる回転処理工程を有する銅線の回収方法において、該回転ドラムの回転速度を臨界回転速度の30%以上~60%以下に制御することによって銅線が互いに絡み合った崩れ難い玉状の銅線絡合体を形成させる。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃電子電気機器の破砕屑を回転ドラムに収容して回転することによって、該破砕屑に含まれる銅線が互いに絡み合った集合体を形成させる回転処理工程を有する銅線の回収方法において、該回転ドラムの回転速度を臨界回転速度の30%以上~60%以下に制御することによって銅線が互いに絡み合った玉状の銅線絡合体を形成させることを特徴とする銅線の回収方法。
【請求項2】
上記臨界回転速度が次式[A]によって示される請求項1に記載する銅線の回収方法。
(次式[1]において、Csは臨界回転速度(rpm)、gは重力加速度(m/s
2)、Rは回転ドラムの半径(m))
… [A]
【請求項3】
上記回転処理工程の処理時間が5分以上である請求項1または請求項2に記載する銅線の回収方法。
【請求項4】
上記回転処理工程の後に、形成された銅線絡合体を他の破砕屑から分別する工程を有する請求項1~請求項3の何れかに記載する銅線の回収方法。
【請求項5】
上記分別工程において、上記破砕屑の粒径より大きく~上記銅線絡合体の粒径より小さい目開きの篩によって該銅線絡合体を他の破砕屑から分別して回収する請求項4に記載する銅線の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は廃電子電気機器の破砕屑から銅線を回収する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
廃電子基板や廃電気機器(以下、廃電子電気機器と云う)には種々の銅線が含まれており、資源の有効利用を図るため、該廃電子電気機器の破砕屑を銅製錬原料などに再利用する場合、搬送工程や選別工程における振動で銅線の破砕片が絡まり合い、他の破砕片を取り込んだ破砕片の塊が暫々形成される。このような破砕片の塊は選別処理での篩の目詰まりや、搬送工程でのモーターの過負荷、選別精度の低下など種々の設備障害の原因になるため、廃電子電気機器の破砕屑から事前に銅線を取り除くことが必要な場合がある。
【0003】
特許文献1には、廃電子電気機器の破砕屑から製錬工程で処理可能な有価金属を含む処理原料を選別するための前処理として、該破砕屑に含まれる塊状の銅線屑をピッキング処理によって取り除くことが開示されており、ピッキング方法として作業員が手動で塊状の銅線屑を摘みだし、あるいはロボットが機械的に塊状の銅線屑を取り除くことが記載されている。しかし、このピッキング方法は、初期の破砕屑に含まれる塊状銅線屑を除去することを意図しており、破砕屑の選別工程や搬送工程などの振動によって形成される塊状銅線屑は除去できず、従って、上記設備障害は十分には解消されない。
【0004】
非特許文献1には、小型家電製品を破砕して、目開き8mmの篩下の破砕屑を回収し、これを回転ドラムに装入し、臨界回転速度の80%で10分以上回転することによって、該回転運動によって折れ曲がった銅線が互いに係合した係合銅線屑を形成することが記載されている。この方法は破砕屑の中に散在する銅線屑を係合銅線屑として集合させて分離できるので、上記設備障害を緩和することができる有効な手段である。しかし、ドラムの回転速度が大きいので、係合銅線屑が形成されつつも、高速回転の衝撃によって係合銅線屑が破壊される割合も多く係合銅線屑の回収率が低い。そのため、高速回転に大きなエネルギーを消費する割には、回転ドラムの後段における設備障害の解消は限定的である。さらに、係合銅線屑が脆いので篩の振動によって係合銅線屑が崩壊して篩下に混入しやすいと云う問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Minerals Engineering,(蘭), 2018, Vol. 129, p. 54-62
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、廃電子電気機器の破砕屑から銅線を回収する従来の方法における上記問題を解決した銅線回収方法を提供する。具体的には、該破砕屑を回転ドラムに装入して銅線が互いに絡み合った集合体を形成する方法において、回転ドラムの臨界回転速度を一定範囲に制御することによって、崩壊し難い銅線絡合体を十分に形成して銅線の回収率を高めた銅線回収方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は以下の手段からなる銅線の回収方法に関する。
〔1〕廃電子電気機器の破砕屑を回転ドラムに収容して回転することによって、該破砕屑に含まれる銅線が互いに絡み合った集合体を形成させる回転処理工程を有する銅線の回収方法において、該回転ドラムの回転速度を臨界回転速度の30%以上~60%以下に制御することによって銅線が互いに絡み合った玉状の銅線絡合体を形成させることを特徴とする銅線の回収方法。
〔2〕上記臨界回転速度が次式[1]によって示される上記[1]に記載する銅線の回収方法。(次式[A]において、Csは臨界回転速度(rpm)、gは重力加速度(m/s
2)、Rは回転ドラムの半径(m))
… [A]
〔3〕上記回転処理工程の処理時間が5分以上である上記[1]または上記[2]に記載する銅線の回収方法。
〔4〕上記回転処理工程の後に、形成された銅線絡合体を他の破砕屑から分別する工程を有する上記[1]~上記[3]の何れかに記載する銅線の回収方法。
〔5〕上記分別工程において、上記破砕屑の粒径より大きく~上記銅線絡合体の粒径より小さい目開きの篩によって該銅線絡合体を他の破砕屑から分別して回収する上記[4]に記載する銅線の回収方法。
【0009】
〔具体的な説明〕
本発明は、廃電子電気機器の破砕屑を回転ドラムに装入して回転することによって、該破砕屑に含まれる銅線が互いに絡み合った集合体を形成させる回転処理工程を有する銅線の回収方法において、該回転ドラムの回転速度を臨界回転速度の30%以上~60%以下に制御することによって銅線が互いに絡み合った玉状の銅線絡合体を形成させることを特徴とする銅線の回収方法である。
【0010】
本発明の方法は廃電子電気機器の破砕屑から銅線を回収する方法である。廃電子電気機器は廃電子基板の破砕屑や各種の電気機器の破砕物である。該破砕屑の大きさは限定されないが、一般的には概ね10mm以下が好ましい。この破砕屑には銅線の破砕片と共に樹脂破砕片やアルミや鉄などの雑多な破砕片が含まれている。また銅線の破砕片は被覆銅線片や被覆の無い銅線片などが含まれている。
【0011】
使用する回転ドラムは上記破砕屑を常用の仕込量で収容できる大きさであればよい。一般的な常用の仕込量は概ねドラム容量の20体積%~40体積%である。該回転ドラムは円筒形のドラム本体が横向き(円筒軸が横向き)に設置され、該円筒軸周り回転される形式であればよい。このような形式の回転ドラムでは、ドラム本体の回転が進むとドラムの収容物がドラム内周に沿って上側に持ち上げられ、さらに回転が進むと該収容物の上部がドラム内周から離れてドラム内部に向けて放物運動を行った後にドラム内周、もしくはベッド表面に落下して衝撃を受け、細長い破砕屑は折れ曲がって互いに絡み合った状態になる。
【0012】
回転ドラムに収容された破砕屑に含まれる銅線はこの回転落下による衝撃を受けて折れ曲がり、細長い複数の銅線が互いに絡み合った状態の集合体が形成される。このとき、被覆銅線や剛性の高い破砕屑は折れ曲がり難く、またプラスチックは砕けるので、これらは何れも絡み合った状態の集合体にはなり難く、主に被覆の無い銅線が絡み合った状態の集合体を形成する。
【0013】
このドラム回転で、回転速度が早過ぎると、落下回数が増して落下の衝撃が大きくなるので、銅線が絡み合った集合体が形成されるものの、形成された集合体が落下の衝撃で崩れ、あるいは該衝撃を受けて脆く崩壊しやすい集合体になることが見出された。
【0014】
本発明の方法は、回転ドラムの回転数を制御して銅線が互いに絡み合った崩壊し難い玉状の集合体を形成させる。本発明において、このように銅線が互いに絡み合った崩壊し難い玉状の集合体を銅線絡合体と云う。本発明の方法は、具体的には、回転ドラムの回転数を臨界回転速度の30%以上~60%以下に制御することによって、上記銅線絡合体を十分な量で形成させる。なお、非特許文献1ではドラム回転速度は臨界回転数の80%であり、回転速度を制限して崩壊し難い銅線集合体を形成することは認識されていない。
【0015】
回転ドラムの上記臨界回転速度は次式[1]によって示される。
… [1]
上記式[1]において、Csは回転臨界速度(rpm)、gは重力加速度(m/s
2)、Rは回転ドラの半径(m)である。
【0016】
回転速度が臨界回転速度の30%未満では、落下の衝撃が減少して上記銅線絡合体が十分に形成され難く、60%を上回ると、回転速度が速過ぎるために落下の衝撃が増大し、形成された銅線の集合体が破壊され、あるいは脆くなって崩れやすくなるので好ましくない。
【0017】
回転ドラムによる回転処理時間は5分以上が好ましい。この回転処理時間が2分程度では非特許文献1と同程度の銅線回収率を実現できるが、回転処理時間が5分以上であれば上記銅線絡合体が十分に形成されるので、銅線回収率を大幅に向上することができる。
【0018】
本発明の銅線回収方法は、上記回転処理工程の後に、形成された銅線絡合体を他の破砕屑から分別する工程を有することができる。この分別工程は、例えば、廃電子電気機器の破砕屑の粒径より大きく~上記銅線絡合体の粒径より小さい目開きの篩によって該銅線絡合体を他の破砕屑から分別して回収する篩分などを利用することができる。また、このような篩分に限らず、該銅線絡合体と他の破砕屑との粒度差、形状の相違などを利用して該銅線絡合体を分別する方法を広く用いることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明の方法によれば、廃電子電気機器の破砕屑に含まれる銅線を簡単に効率よく他の破砕屑から分離することができる。従って、該破砕屑のリサイクル工程、とくに非鉄金属製錬所における上記破砕屑の選別工程や製錬処理の搬送工程の前処理などに利用することで、従来の処理方法にみられた設備障害などを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】ドラムの回転速度と銅線絡合体の重量との関係を示すグラフ。
【
図2】ドラム内径と銅線絡合体の重量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施例を示す。
〔実施例〕
廃電子基板20kgを二軸破砕機で破砕した後、目開き10mmの篩で分級し、篩下の銅線を含む破砕屑を回収した。この破砕屑1350gを内径210mmφ、長さ200mmのSUS製の回転ドラムに装入して両端に蓋をし(充填率30体積%)、臨界回転速度の40%の回転速度(以下40%Cs)で15分間回転処理した。この時、2.5分間経過毎に回転ドラムの回転を止め、内部で形成した玉状の銅線絡合体を取り出して重量を計測し、計測後はドラム内部に戻して回転処理を継続した。回転ドラムでの15分間処理後に、ドラム内部の銅線絡合体を取り出してその粒径と重量を計測した。その後、目開き2cmの篩で分級し、篩上に銅線絡合体を回収し、篩下に他の破砕屑を回収した。この篩下の破砕屑をテーブル選鉱機にかけて比重分離を行い、生じる新たな塊状銅線屑の有無を確認した(試験A1)。
ドラム回転速度を臨界回転速度Csの30%にした以外は試験A1と同様に行った。(試験A2)。
ドラム回転速度を臨界回転速度Csの60%にした以外は試験A1と同様に行った。(試験A3)。
【0022】
ドラム内径105mmφの回転ドラムを用い、ドラムに装入する破砕屑を350g(充填率30体積%)にした以外は試験A1と同様に行った(試験A4)。
ドラム内径315mmφの回転ドラムを用い、ドラムに装入する破砕屑を3050g(充填率30体積%)にした以外は試験A1と同様に行った(試験A5)。
【0023】
〔比較例〕
ドラム回転速度を臨界回転速度Csの20%にした以外は試験A1と同様に行った(試験B1)。
ドラム回転速度を臨界回転速度Csの70%にした以外は試験A1と同様に行った(試験B2)。
ドラム回転速度を臨界回転速度Csの80%にした以外は試験A1と同様に行った(試験B3)。
ドラムの回転処理を行わずに銅線を除去しなかった以外は試験A1と同様に、破砕屑をテーブル選鉱機にかけて比重分離を行い、その際に生じる新たな塊状銅線屑の有無を確認した(試験B4)。
【0024】
試験A1~A3および試験B1~B4の処理結果を表1に示す。また、回転ドラムの処理時間と形成された銅線絡合体量の関係を
図1に示す。試験A4、A5について、回転ドラム内径と形成された銅線絡合体量の関係を
図2に示す。
試験B1に示すように、ドラム回転速度が20%Csでは回転速度が足りず、形成された銅線絡合体の重量は10g程度であった。試験A1~A3に示すように、ドラム回転速度が30~60%Csでは処理時間5分で約20g程度の銅線絡合体が形成された。また、処理時間15分後の銅線絡合体は粒径が大きく成長した。
一方、試験B2~B3に示すように、ドラム回転速度が70~80%Csでは、試験A1~A3(回転数30~60%Cs)と比較して銅線絡合体の量が減少した。このように、ドラム回転数が30~60%Csにおいて効率よく銅線絡合体が回収された。
【0025】
図2に示すように、ドラム内径が105mmφ(試験A4)、315mmφ(試験A5)に変化してもドラム回転数40%Csで形成される銅線絡合体の重量割合は殆ど変わらない。従ってドラム内径が変わってもドラム回転速度を臨界回転速度の30%~60%に制御することによって、試験A1~A3と同様の結果が得られることが確認された。
【0026】
試験B4に示すように、ドラム回転処理で破砕屑中の銅線を除去しないと、テーブル選鉱中にフィードボックスまたはデッキ上で破砕屑に含まれる銅線が絡み合って多数の塊状銅線屑が発生し、選鉱操作に支障を来した。また、試験B1、試験B2、試験B3に示すように、ドラム回転数が30%Cs未満や60%Csを上回ると、形成される銅線絡合体の量が、試験A1~A5よりも少なく、破砕屑に含まれる銅線の回収が不十分になる。この結果、テーブル選鉱中に生じる塊状銅線屑の量が増加して装置トラブルが生じた。一方、試験A1~A3に示すように、ドラム回転速度30~60%Csで処理した場合には、テーブル選鉱中に塊状銅線屑はほとんど発生せず、装置トラブルは起こらなかった。
【0027】
【手続補正書】
【提出日】2021-03-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃電子電気機器の破砕屑を回転ドラムに収容して回転することによって、該破砕屑に含まれる銅線が互いに絡み合った集合体を形成させる回転処理工程を有する銅線の回収方法において、該回転ドラムの回転速度を臨界回転速度の30%以上~60%以下に制御することによって銅線が互いに絡み合った玉状の銅線絡合体を形成させることを特徴とする銅線の回収方法。
【請求項2】
上記臨界回転速度が次式[A]によって示される請求項1に記載する銅線の回収方法。
(次式
[A]において、Csは臨界回転速度(rpm)、gは重力加速度(m/s
2)、Rは回転ドラムの半径(m))
… [A]
【請求項3】
上記回転処理工程の処理時間が5分以上である請求項1または請求項2に記載する銅線の回収方法。
【請求項4】
上記回転処理工程の後に、形成された銅線絡合体を他の破砕屑から分別する工程を有する請求項1~請求項3の何れかに記載する銅線の回収方法。
【請求項5】
上記分別工程において、上記破砕屑の粒径より大きく~上記銅線絡合体の粒径より小さい目開きの篩によって該銅線絡合体を他の破砕屑から分別して回収する請求項4に記載する銅線の回収方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
本発明は以下の手段からなる銅線の回収方法に関する。
〔1〕廃電子電気機器の破砕屑を回転ドラムに収容して回転することによって、該破砕屑に含まれる銅線が互いに絡み合った集合体を形成させる回転処理工程を有する銅線の回収方法において、該回転ドラムの回転速度を臨界回転速度の30%以上~60%以下に制御することによって銅線が互いに絡み合った玉状の銅線絡合体を形成させることを特徴とする銅線の回収方法。
〔2〕上記臨界回転速度が次式
[A]によって示される上記[1]に記載する銅線の回収方法。(次式[A]において、Csは臨界回転速度(rpm)、gは重力加速度(m/s
2)、Rは回転ドラムの半径(m))
… [A]
〔3〕上記回転処理工程の処理時間が5分以上である上記[1]または上記[2]に記載する銅線の回収方法。
〔4〕上記回転処理工程の後に、形成された銅線絡合体を他の破砕屑から分別する工程を有する上記[1]~上記[3]の何れかに記載する銅線の回収方法。
〔5〕上記分別工程において、上記破砕屑の粒径より大きく~上記銅線絡合体の粒径より小さい目開きの篩によって該銅線絡合体を他の破砕屑から分別して回収する上記[4]に記載する銅線の回収方法。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
回転ドラムの上記臨界回転速度は次式
[A]によって示される。
…
[A]
上記式
[A]において、Csは回転臨界速度(rpm)、gは重力加速度(m/s
2)、Rは回転ドラの半径(m)である。