特許 7528391 有価金属含有量推定方法及び有価金属回収方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】有価金属含有量推定方法及び有価金属回収方法

(51)【国際特許分類】

   F23G 7/00 20060101AFI20240729BHJP

   F23G 5/30 20060101ALI20240729BHJP

   F23G 5/50 20060101ALI20240729BHJP

   F23G 5/02 20060101ALI20240729BHJP

   B09B 3/40 20220101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

F23G7/00 D

F23G5/30 Z

F23G5/50 Q

F23G5/02 Z

B09B3/40

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2024057655

(22)【出願日】2024-03-29

【審査請求日】2024-04-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000192590

【氏名又は名称】株式会社神鋼環境ソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】立見 友幸

(72)【発明者】

【氏名】藤田 淳

(72)【発明者】

【氏名】石井 豊

(72)【発明者】

【氏名】森茂 真菜

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－３０６９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０２８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１４１８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３１８３１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－１１４１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３０８３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９０７３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｇ ７／００

Ｆ２３Ｇ ５／５０

Ｆ２３Ｇ ５／３０

Ｆ２３Ｇ ５／０２

Ｂ０９Ｂ ３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流動媒体を収容する炉本体と、前記流動媒体を流動させるための流動化ガスを吹き付ける散気機構と、を備え、前記炉本体は前記流動媒体を支持する炉底板と、前記炉底板に隣接して設けられて前記流動媒体を排出可能な排出口とを有し、焼却対象を焼却処理又はガス化する流動床炉において、
前記散気機構を停止させて前記排出口から前記流動媒体の少なくとも一部を抜き出した状態で、前記炉底板に残存した前記流動媒体に含まれる有価金属の量を、前記焼却対象の焼却のための前処理情報に基づいて推定する有価金属含有量推定方法。

【請求項2】

前記前処理情報は、前記焼却対象の分別情報を含む請求項１に記載の有価金属含有量推定方法。

【請求項3】

前記分別情報は、選別の有無や選別の種類を含む請求項２に記載の有価金属含有量推定方法。

【請求項4】

前記焼却対象は、小型家電を含む請求項２に記載の有価金属含有量推定方法。

【請求項5】

前記有価金属の量は、前記前処理情報から得られた、前記小型家電の前記流動床炉への投入容易性を示す小型家電投入ポイントとの相関に基づく相関式にて表される請求項４に記載の有価金属含有量推定方法。

【請求項6】

前記相関式は、前記小型家電の種類毎の前記小型家電投入ポイントを用いて表される請求項５に記載の有価金属含有量推定方法。

【請求項7】

前記有価金属は金である請求項５に記載の有価金属含有量推定方法。

【請求項8】

請求項１～７の何れか一項に記載の有価金属含有量推定方法により推定した推定値に応じて、前記有価金属の回収頻度又は回収方法を変更する有価金属の回収方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有価金属含有量推定方法及び有価金属回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されているように、流動床炉として、砂等の流動媒体が流動した状態で各種廃棄物を焼却処理する流動床式焼却炉や当該廃棄物をガス化する流動床式ガス化炉が知られている。これらの流動床炉には、流動媒体を炉底から抜き出して当該流動媒体から不燃物を分離した後に炉本体に戻す循環機構が設けられている。

【0003】

特許文献１に記載の流動床炉は、炉底に設けられた排出口（文献では、「抜出口」）から流動媒体を抜き出して回収するよう構成されている。流動床炉により焼却等される廃棄物には、金や銀等の貴金属或いは鉛や亜鉛等の重金属等、有価金属が微量に含まれている。流動床炉に収容された流動媒体のうち、排出口から抜き出されずに炉底板上に残存した流動媒体に、廃棄物由来の有価金属が高濃度に含まれていることが知られている。そこで、流動床炉では、炉底板を排出口に向けて傾斜させて重力により排出口から流動媒体を排出した後に、炉底板に残存した流動媒体から有価金属を回収する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２１－２５６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

有価金属の効率的な回収は、有価金属含有量の高い流動媒体の回収を行うことにより実現されるところ、流動媒体の有価金属含有量は、経験則によって推定されてきた。そのため、有価金属の回収を行ったことのない流動床炉においては有価金属含有量を推定できず、有価金属を効率よく回収するうえで改善の余地があった。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、炉本体に収容される流動媒体に含まれる有価金属の量を推定する有価金属含有量推定方法と有価金属の回収方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る有価金属含有量推定方法の特徴構成は、流動媒体を収容する炉本体と、前記流動媒体を流動させるための流動化ガスを吹き付ける散気機構と、を備え、前記炉本体は前記流動媒体を支持する炉底板と、前記炉底板に隣接して設けられて前記流動媒体を排出可能な排出口とを有し、焼却対象を焼却処理又はガス化する流動床炉において、前記散気機構を停止させて前記排出口から前記流動媒体の少なくとも一部を抜き出した状態で、前記炉底板に残存した前記流動媒体に含まれる有価金属の量を、前記焼却対象の焼却のための前処理情報に基づいて推定する点にある。

【0008】

本構成によれば、焼却対象の焼却のための前処理情報に基づいて、流動床炉の炉本体に収容される流動媒体に含まれる有価金属の含有量を推定する。これにより、実際に焼却炉に投入された焼却対象の種類や量を調査しなくとも、既存の情報である前処理情報を用いて、簡易的に流動媒体に含まれる有価金属の量を推定可能である。

【0009】

他の構成特徴は、前記前処理情報が前記焼却対象の分別情報を含む点にある。

【0010】

本構成によれば、前処理情報に焼却対象の分別情報が含まれるので、分別情報を基に流動媒体に含まれる有価金属の含有量を推定することができる。焼却対象の分別方法により流動床式焼却炉に投入される焼却対象の種類や量が変化するため、流動媒体の有価金属含有量の推定精度を向上可能である。

【0011】

他の構成特徴は、前記分別情報が選別の有無や選別の種類を含む点にある。

【0012】

本構成によれば、分別情報に選別の有無や選別の種類が含まれるので、各自治体の行っている選別種類等を前処理情報に反映することができる。選別の有無や選別の種類により流動床炉に投入される焼却対象の種類や量が変化するため、流動媒体の有価金属含有量の推定精度を向上可能である。

【0013】

他の構成特徴は、前記焼却対象が小型家電を含む点にある。

【0014】

本構成によれば、金、銀、銅、レアメタルといった有価金属を含む小型家電が焼却対象に含まれるので、これらの焼却のための前処理情報に基づいて流動媒体の有価金属含有量を推定することにより、流動媒体の有価金属含有量の推定精度を向上可能である。

【0015】

他の構成特徴は、前記有価金属の量が、前記前処理情報から得られた、前記小型家電の前記流動床炉への投入容易性を示す小型家電投入ポイントとの相関に基づく相関式にて表される点にある。

【0016】

本構成によれば、前処理情報から得られた小型家電の流動床式焼却炉への投入容易性を示す小型家電投入ポイントとの相関に基づいて、流動媒体に含まれる有価金属の量を推定する。前処理情報を数値化して小型家電投入ポイントとすることにより、相関式を作成できるので、相関式に基づいて流動媒体の有価金属の含有量を推定可能である。

【0017】

他の構成特徴は、前記相関式が、前記小型家電の種類毎の前記小型家電投入ポイントを用いて表される点にある。

【0018】

小型家電は種類によって有価金属の含有量や前処理情報が異なる。本構成によれば、小型家電の種類毎の小型家電投入ポイントを用いて相関式を作成するので、流動媒体に含まれる有価金属の量の推定精度を向上できる。

【0019】

他の構成特徴は、前記有価金属が金である点にある。

【0020】

本構成によれば、流動媒体に含まれる金の含有量を推定することにより、経済的メリットに基づいて金の回収の実施可否を判断することが可能となる。

【0021】

また、本発明に係る有価金属回収方法の特徴構成は、有価金属含有量推定方法により推定した推定値に応じて、前記有価金属の回収頻度又は回収方法を変更する点にある。

【0022】

本構成によれば、有価金属含有量推定方法により推定した推定値に応じて、有価金属の回収頻度又は回収方法を変更する。これにより、有価金属の回収効率が最大となるタイミング又は方法で有価金属の回収を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態における流動床炉設備の構成を模式的に示す図である。

【図2】流動床炉における炉底版の構成を示す部分断面図である。

【図3】流動床炉における散気管の構成を示す平面図である。

【図4】炉底板上に流動媒体が残存した状態の流動床炉の断面図である。

【図5】有価金属含有量推定装置の構成を示す図である。

【図6】有価金属含有量推定方法の工程図である。

【図7】小型家電の分類と第一係数の一例を示す図である。

【図8】推定式の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下に、本発明に係る有価金属含有量推定方法及び有価金属回収方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0025】

〔流動床炉設備の構成〕
流動床炉設備１の構成を、図１～図４を参照して説明する。図１に示すように、流動床炉設備１は、流動床式ガス化炉１０（流動床炉の一例、以下、「流動床炉１０」と略称する。）と、旋回流溶融炉２０と、ダクト３０と、を主に備えている。以下、これらの構成要素についてそれぞれ説明する。

【0026】

流動床炉１０は、焼却対象として、例えば都市ごみ、下水汚泥、自動車破砕残渣（ＡＳＲ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ＳｈｒｅｄｄｅｒＲｅｓｉｄｕｅ）、又は廃家電製品等の各種廃棄物や、有価金属を含む家電等の被燃焼物を、可燃性ガス（一酸化炭素、水素、炭化水素等）、未燃物（チャー）及び灰に熱分解するための設備である。家電等にはパソコンや携帯電話、デジタルカメラ等といった小型家電が含まれてもよい。焼却対象は家電等に由来する金、銀、銅、レアメタルといった有価金属を含んでいる。

【0027】

流動床炉１０は焼却対象を焼却処理又はガス化する。図１に示すように、流動床炉１０は、流動媒体１３を収容する炉本体１２を備えている。炉本体１２（流動床炉１０）は、流動媒体１３を支持する炉底板１６と、炉底板１６に隣接して設けられて流動媒体１３を排出可能な排出口１６ａと、を有する。本実施形態では、炉底板１６の中央部位に円形の開口が形成されており、排出口１６ａは当該開口によって構成されている。また、炉底板１６の排出口１６ａには炉底板１６の下方に延出される排出管１５が接続されている。さらに、流動床炉１０は、炉本体１２の炉底板１６よりも下部から流動媒体１３に向かって流動化ガスを吹き付ける散気機構Ａを備えている。本実施形態では、散気機構Ａは、炉底板１６よりも下部から流動化ガスを吹き付けるように構成されている。図示しないが、散気機構Ａは、炉底板１６の上方であって炉本体１２の側面側から流動化ガスを吹き付ける構成でもよい。

【0028】

炉本体１２は、例えば上下方向に延びる円筒形状を有している。炉本体１２には、供給口１４と、流出口１１と、導入口１７と、がそれぞれ設けられている。焼却対象は供給口１４から炉本体１２内に供給される。炉本体１２内で発生した可燃性ガスは流出口１１から炉外へ流出される。散気機構Ａとして、炉本体１２内における炉底板１６よりも下側の空間に風箱１８が設けられ、流動媒体１３を流動させるための流動化ガス（例えば、空気）が導入口１７から風箱１８に導入される。図１に示すように、供給口１４は、炉本体１２の側部のうち炉底板１６よりも上側の部位に設けられている。流出口１１は、炉本体１２の頂部に設けられている。導入口１７は、炉本体１２の側部のうち炉底板１６よりも下側の部位に設けられている。

【0029】

炉底板１６は炉本体１２の底部側に配置されている。流動媒体１３の排出口１６ａは炉底板１６の内周側に形成されている。炉底板１６には多数の散気管１９が貫通している。図１に示すように、炉底板１６は、内周側の排出口１６ａに向かって下向きに傾斜しており、その傾斜角は、流動媒体１３の安息角よりも小さい角度となっている。具体的には、流動媒体１３の安息角が好ましくは３０度～４０度であるのに対し、炉底板１６の傾斜角は１０度～３０度となっている。なお、図４では、炉底板１６の傾斜角（角度θ）が、水平方向（図４中の一点鎖線Ｙ）と炉底板１６の表面１６ｃとの間の角として示されている。本実施形態では、炉底板１６は、全体が流動媒体１３の安息角よりも小さい角度で傾斜しているが、炉底板１６はその一部が流動媒体１３の安息角よりも小さい角度で傾斜する構成でもよい。

【0030】

流動媒体１３は、例えば珪砂やオリビン砂等の流動砂であり、炉底板１６上に充填されている。これにより、図１に示すように、所定の厚さを有する流動層（砂層）が、炉底板１６上に形成されている。流動床炉１０は、流動媒体１３が流動した状態で有価金属（例えば、金、銀、銅、鉛又は亜鉛）を含む焼却対象を処理する。

【0031】

排出管１５は、流動媒体１３を不燃物と共に炉本体１２の外へ抜き出すためのものである。図１に示すように、排出管１５は、炉底板１６の排出口１６ａに接続された上端部と、炉本体１２の外側に位置する下端部と、を有し、炉本体１２の底壁部を貫通して上端部から下端部まで上下に延びている。

【0032】

散気機構Ａは、導入口１７、風箱１８、及び、複数の散気管１９によって構成されている。図２～図３に示すように、各散気管１９は、炉底板１６を厚さ方向に貫通する直管部１９ａと、直管部１９ａの上端に接続されたＵ字管部１９ｂと、を有している。図１に示すように、散気機構Ａは、流動媒体１３を流動させるために、導入口１７から風箱１８に導入された流動化ガスを散気管１９に流通させて、炉本体１２の炉底板１６よりも下部から流動媒体１３に向かって流動化ガスを吹き付ける。導入口１７から風箱１８に導入された流動化ガスは、直管部１９ａ内を上昇した後、Ｕ字管部１９ｂの開口から流動媒体１３に向けて送り出される（図３中矢印）。

【0033】

図２～図４に示すように、炉底板１６は、散気機構Ａを停止させて排出口１６ａから流動媒体１３を抜き出した状態において流動媒体１３を堆積させて堆積層１３ａを形成する堆積機構Ｂを、散気機構Ａとは異なる位置に有している。堆積機構Ｂは、炉底板１６に設けられた堰止め部材１６ｂで構成されている。本実施形態では、堰止め部材１６ｂは、炉底板１６の排出口１６ａ側の端部である開口周縁に設けられており、炉底板１６に残存する流動媒体１３が重力により排出口１６ａに流入するのを防止する。

【0034】

図１に示すように、旋回流溶融炉２０は、流動床炉１０で発生した可燃性ガスの旋回流１００を形成しつつ可燃性ガス及び未燃物を完全燃焼させると共に、可燃性ガスに同伴された灰を溶融させる炉である。旋回流溶融炉２０は溶融炉本体２３を有する。溶融炉本体２３には、可燃性ガスの流入口２１及び溶融スラグを炉外へ排出する出滓口２２がそれぞれ設けられている。溶融スラグは、流入口２１から溶融炉本体２３に流入した可燃性ガスの灰が溶融することにより形成される。

【0035】

流入口２１は、溶融炉本体２３の側部のうち頂部近傍の部位に設けられている。流入口２１は、ダクト３０により流動床炉１０の流出口１１に接続されている。出滓口２２は、溶融炉本体２３の底部に設けられている。旋回流溶融炉２０において可燃性ガスが燃焼することにより発生した排ガスは、旋回流溶融炉２０の後段に配置された各種設備（ボイラ、減温塔、バグフィルタ、触媒反応塔等）を通過した後、煙突（図示しない）から大気中に放出される。

【0036】

流動床炉１０は、循環路４０を有している。循環路４０は、炉本体１２の外へ抜き出された流動媒体１３を、不燃物から分離した後に炉本体１２へ戻すものである。循環路４０は、抜出スクリュ４１と、分級装置４２と、循環エレベータ４３と、貯留槽４４と、第１搬送経路４５と、第２搬送経路４６と、第３搬送経路４７と、を有している。

【0037】

抜出スクリュ４１は、回転駆動によって炉本体１２の底部から流動媒体１３を不燃物と共に抜き出すためのものであり、排出管１５の下端部に設けられている。分級装置４２は、抜出スクリュ４１の下流端に設けられており、篩によって流動媒体１３と不燃物とを分離する。なお、流動媒体１３から分離された不燃物は、粉砕された後に旋回流溶融炉２０においてスラグ化され、又は系外へ搬出される。

【0038】

循環エレベータ４３は、分級装置４２により不燃物が除去された流動媒体１３を、所定の高さまで搬送するものである。図１に示すように、循環エレベータ４３の下部には流動媒体１３の入口４３Ａが設けられており、この入口４３Ａは第１搬送経路４５により分級装置４２の出口４２Ａ（流動媒体１３の出口）と接続されている。また循環エレベータ４３の上部には、流動媒体１３の出口４３Ｂが設けられている。

【0039】

貯留槽４４は、循環エレベータ４３により上方に搬送された流動媒体１３を貯留する。第２搬送経路４６は、循環エレベータ４３の出口４３Ｂから入口４３Ａに向けて設けられており、途中に貯留槽４４が配置されている。これにより、循環エレベータ４３によって上方に搬送された流動媒体１３を、第２搬送経路４６を介して貯留槽４４へ落下させて貯留槽４４に貯留することができる。

【0040】

第３搬送経路４７は、一端が第２搬送経路４６における貯留槽４４よりも上側の部位に接続され、他端が炉本体１２の側部に接続されている。これにより、循環エレベータ４３の出口４３Ｂから出た流動媒体１３を、第３搬送経路４７を介して炉本体１２に戻すことができる。なお、図示は省略するが、循環路４０は、循環エレベータ４３の出口４３Ｂから出た流動媒体１３を、貯留槽４４へ導くか又は炉本体１２へ導くかを切り替える切替部（バルブ等）をさらに有していてもよい。

【0041】

〔有価金属含有量推定方法〕
続いて、流動媒体１３に含まれる有価金属の量を推定する有価金属含有量推定方法について図５及び図６を用いて説明する。本実施形態では、焼却対象の焼却のための前処理情報に基づいて有価金属含有量が推定される。以下では、小型家電を含む焼却対象を流動床炉１０にて処理した場合における有価金属含有量推定方法について説明する。有価金属含有量の推定は、例えば、有価金属含有量推定装置５０によって行われる。

【0042】

有価金属含有量推定装置５０は、焼却対象の前処理情報を取得し前処理情報に基づいて有価金属含有量の推定を行う。有価金属含有量推定装置５０は、図５に示すように、前処理情報を取得する取得部５１と、有価金属含有量の推定式（相関式の一例）を作成する推定式作成部５２と、有価金属含有量の推定を行う推定部５３と、を有する。取得部５１、推定式作成部５２、及び推定部５３は制御部５４によって動作する。制御部５４はプロセッサを有しており、ＡＳＩＣ，ＦＧＰＡ，ＣＰＵ又は不図示の記憶部に記憶されたアプリケーション等を実行するための他のハードウェアを含んでいる。本実施形態に係る有価金属含有量推定方法は、図６に示すように、前処理情報及び分別情報の取得（Ｓ１）、第一係数の決定（Ｓ２）、小型家電投入ポイントの算定（Ｓ３）、推定式の作成（Ｓ４）、有価金属含有量の推定（Ｓ５）の各工程を有している。

【0043】

前処理情報は、焼却対象の流動床炉１０への投入可否についての情報であり、例えば、焼却対象の分別情報が含まれる。分別情報は、例えば、焼却対象である小型家電が、可燃ごみや不燃ごみ、粗大ごみ等の何れのごみ種別に該当するかについての情報である。自治体によってごみの分類方法は異なるため、分別情報には、各自治体における小型家電毎の分類に関する情報が含まれているとよい。すなわち、分別情報には、リサイクル品、可燃ごみ、不燃ごみ、又は粗大ごみとして処理される小型家電の種類や点数、又は重量等が含まれているとよい。

【0044】

また、分別情報には、各自治体における焼却対象の選別の有無や選別の種類が含まれるとよい。選別は、例えば磁選等の機械選別や手選別である。分別情報には、焼却対象の選別時間や、選別により回収された有価金属の量が含まれていてもよい。取得部５１は、例えば、不図示のネットワーク等を通じて各自治体における流動床炉１０に投入される焼却対象の前処理情報や、流動媒体１３の回収による有価金属回収量の実績値を取得する（図６のＳ１）。有価金属回収量の実績値は、回収実績が複数ある場合にはその平均値であってもよい。なお、当該前処理情報は、有価金属含有量推定装置５０に直接入力されてもよい。

【0045】

推定式作成部５２は、取得部５１により取得された前処理情報に基づいて有価金属含有量の推定式を作成する。まず、推定式作成部５２は、各自治体における流動床炉１０毎に、小型家電の流動床炉１０への投入容易性を示す小型家電投入ポイントを算定する。小型家電投入ポイントは、例えば、各ごみ種別における小型家電の該当数に流動床炉１０への投入容易性を示す第一係数を乗じることにより算定される。

【0046】

推定式作成部５２は、前処理情報に基づいて第一係数を設定する（図６のＳ２）。例えば、ごみ種別がリサイクル品である小型家電は流動床炉１０に投入されないため、推定式作成部５２は、リサイクル品に該当する小型家電の第一係数を０とする。同様に、ごみ種別が可燃ごみであるものは流動床炉１０に投入されるため、可燃ごみに該当する小型家電の第一係数を１とする。また、推定式作成部５２は、機械選別や手選別等の選別の有無や選別の種類を含む分別情報に基づいて第一係数を算定してもよい。不燃ごみや粗大ごみ等は、破砕されて選別された後に流動床炉１０に投入されるが、その選別の程度は自治体によって差異があるためである。例えば、不燃ごみや粗大ごみにおける手選別の時間が長く、小型家電に含まれる有価金属のほとんどが回収される場合には第一係数を０とすることができ、コンベア上での手選別など作業時間が短く、有価金属の一部が回収されずに流動床炉１０に投入される場合には第一係数を０．３と設定することができる。また、機械選別は、手選別ほど有価金属の回収率が高くないと考えられるため、手選別を行わず機械選別のみが行われている場合には、第一係数を０．６と設定することができる。なお、第一係数は、小型家電の選別時間や選別による有価金属の回収量に応じて設定されてもよい。

【0047】

推定式作成部５２は、例えば、ごみ種別がリサイクル品に該当する小型家電が３０点ある場合には、これにリサイクル品に係る第一係数０を乗じて小型家電投入ポイントを０とし、ごみ種別が可燃ごみに該当する小型家電が５点ある場合には、これに可燃ごみに係る第一係数１を乗じて小型家電投入ポイントを５とする。同様に、ごみ種別が不燃ごみに該当する小型家電が２０点ある場合であって、機械選別のみが行われている自治体であれば、これに不燃ごみに係る第一係数０．６を乗じて小型家電投入ポイントを１２とし、ごみ種別が粗大ごみに該当する小型家電が１０点ある場合であって、手選別が行われている自治体であれば、これに粗大ごみに係る第一係数０．３を乗じて小型家電投入ポイントを３とする。そして、推定式作成部５２は、各ごみ種別に係る小型家電投入ポイントを足し合わせて、流動床炉１０の設置されている自治体の小型家電投入ポイントを算出する（図６のＳ３）。

【0048】

推定式作成部５２は、小型家電投入ポイントを算定した後に、各自治体における小型家電投入ポイントと、流動媒体１３の回収による有価金属回収量の実績値とに基づいて、有価金属含有量の推定式を作成する（図６のＳ４）。推定式の作成は単回帰により行われてもよいし、重回帰により行われてもよい。これにより、小型家電投入ポイントとの相関に基づいて、流動媒体１３における有価金属含有量の推定を行うことが可能となる。

【0049】

図７及び図８は、推定式作成部５２によって算定された小型家電投入ポイントと、推定式の一例を示した図である。図７には、流動床炉１０を有する自治体ａ～ｄにおいて、各ごみ種別に該当する小型家電の該当数と、自治体毎に決定された第一係数と、当該第一係数とによって計算された小型家電投入ポイントが示されている。推定式作成部５２は、各自治体における前処理情報に基づいて第一係数を決定している。図８は、小型家電投入ポイントと流動媒体１３に含まれる金の含有量との相関を示したグラフであり、小型家電投入ポイントが大きいほど、流動床炉１０に小型家電が投入されやすいことから、有価金属含有量が大きいことが分かる。

【0050】

なお、小型家電投入ポイントは、各ごみ種別における小型家電の重量に第一係数を乗じることにより算定されてもよいし、各小型家電の重量に第一係数と当該小型家電の有価金属量を示す第二係数とを乗じることにより算定されてもよい。

【0051】

推定式作成部５２によって推定式が作成された後、推定部５３は、有価金属含有量を推定したい流動床炉１０における有価金属含有量の推定を行う（図６のＳ５）。まず、推定部５３は、取得部５１により取得された有価金属含有量の推定に係る流動床炉１０における小型家電の分類情報から、当該流動床炉１０における小型家電投入ポイントを算定する。そして、当該小型家電投入ポイントと推定式作成部５２によって作成された推定式とから、当該流動床炉１０における有価金属含有量を推定する。推定部５３により推定された推定値は、有価金属含有量推定装置５０の有する表示部（不図示のディスプレイ）等に表示されてもよい。なお、有価金属含有量推定装置５０により推定された推定量と、実際に流動媒体１３に含まれている有価金属の実績量とを用いた機械学習を行うことにより、流動媒体１３の有価金属含有量を推定する学習済みモデルを生成してもよい。これにより、流動媒体１３の有価金属含有量の推定精度を高めることが可能となる。

【0052】

〔流動床炉における流動媒体回収方法〕
次に、本実施形態に係る流動床炉１０における流動媒体１３の回収方法を説明する。本回収方法は、例えば流動床炉１０のメンテナンス時等、流動床炉１０を停止した時に炉本体１２内から流動媒体１３を回収する方法である。流動媒体回収方法は、流動床炉１０（散気機構Ａ）を停止して流動媒体１３を回収する方法であって、炉底板１６に支持された流動媒体１３を排出口１６ａに流入させて抜き出す抜出工程と、抜出工程の後に炉底板１６に残存した流動媒体１３を回収する回収工程と、を含んでいる。また、抜出工程では、堆積機構Ｂ（堰止め部材１６ｂ）によって炉底板１６に流動媒体１３を堆積させる。本実施形態では、この抜出工程において、堆積機構Ｂ（堰止め部材１６ｂ）によって炉底板１６に残存した流動媒体１３を堆積させて堆積層１３ａを形成する。また、堆積層１３ａは、その厚みが炉本体１２の中心Ｘを基準として中心Ｘから炉本体１２の内面１２ａに亘る径方向のうち中央部分Ｃよりも排出口１６ａの側が大きくなるように、流動媒体１３が堆積されている（図４参照）。

【0053】

図１に示すように、流動床炉１０のメンテナンス前、すなわち流動床炉１０の定常運転においては、散気管１９により送り込まれる流動化ガス（例えば、空気）により流動媒体１３が流動した状態で、焼却対象が供給口１４から炉本体１２内に供給される。この焼却対象は、炉本体１２内で流動媒体１３によって加熱されることにより可燃性ガス、未燃物及び灰に熱分解される。ここで、焼却対象中には、貴金属（金、銀、銅等）や重金属（鉛、亜鉛等）等の有価金属が相当量含まれている。

【0054】

流動床炉１０で発生した可燃性ガスは、未燃物及び灰と共にダクト３０を通じて旋回流溶融炉２０内に流入する。そして、この旋回流溶融炉２０において、可燃性ガス及び未燃物が完全燃焼すると共に灰が溶融する。この定常運転の間、循環路４０を作動させることにより、炉本体１２内に充填された流動媒体１３を不燃物と共に炉外へ抜き出すと共に、不燃物が除去された流動媒体１３を炉本体１２に戻すことができる。

【0055】

次に、流動床炉１０のメンテナンス時期が到来すると、まず、炉本体１２への焼却対象の供給を停止する。続いて風箱１８への流動化ガスの供給を停止する。すなわち、散気機構Ａを停止する。その後、炉本体１２内に充填された流動媒体１３を、炉本体１２の外へ抜き出す抜出工程が行われる。

【0056】

抜出工程では、炉本体１２内に充填された流動媒体１３を、排出口１６ａに流入させて炉本体１２の外へ抜き出す。具体的には、抜出スクリュ４１を回転駆動させることにより、炉本体１２内に充填された流動媒体１３を、排出口１６ａと排出口１６ａに連通する排出管１５とを介して炉本体１２の外へ抜き出す。

【0057】

炉外へ抜き出された流動媒体１３は、分級装置４２で不燃物と分離され、循環エレベータ４３により上方に搬送された後に貯留槽４４に貯留される。つまり、抜出工程では、炉本体１２から抜き出された流動媒体１３が、炉本体１２に戻されず、全て貯留槽４４に貯留される。上述の通り、炉底板１６は、流動媒体１３の安息角よりも小さい角度θで排出口１６ａに向かって下向きに傾斜している。このため、抜出工程で炉本体１２内の流動媒体１３が全て炉外へ抜き出されることはなく、抜出工程の後に炉底板１６上において一部の流動媒体１３が堆積されて堆積層１３ａを形成して残存する。

【0058】

本実施形態では、さらに、炉底板１６が、流動媒体１３の堆積機構Ｂとして炉底板１６のうち排出口１６ａ側の端部である開口周縁に設けられた堰止め部材１６ｂを有する（図２～図４参照）。したがって、抜出工程において、流動媒体１３は排出口１６ａへの流入が堰止め部材１６ｂによって阻止されるので、炉底板１６には堆積層１３ａとして多くの流動媒体１３が残存する。また、本実施形態では、この抜出工程において、堆積機構Ｂ（堰止め部材１６ｂ）によって炉底板１６に残存した流動媒体１３による堆積層１３ａの厚みが、炉本体１２の平面視において炉底板１６が配置された領域における中心Ｘを基準として中心Ｘから炉本体１２の内面１２ａに亘る径方向のうち中央部分Ｃよりも排出口１６ａの側が大きくなるように、流動媒体１３が堆積されている（図２及び図４参照）。具体的には、図２に示すように、堆積層１３ａの厚みは、中心Ｘから炉本体１２の内面１２ａに亘る径方向のうち中央部分Ｃの厚みＴ２，Ｔ３よりも排出口１６ａの側の厚みＴ１の方が大きくなる。また、排出口１６ａ側の堆積層１３ａが、炉底板１６の表面１６ｃに沿って排出口１６ａの側に移動する流動媒体１３の抵抗となって、流動媒体１３が排出口１６ａに向けて流れ難くなる。これにより、炉底板１６は、排出口１６ａの近くの部位に多量の流動媒体１３を残存させることができる。その結果、炉底板１６に残存する流動媒体１３（堆積層１３ａ）から有価金属を効率よく回収することができる。

【0059】

本実施形態における堰止め部材１６ｂは、複数の散気管１９で構成される同心円状に配置された散気管群のうち、最も内周側に位置する散気管群よりも排出口１６ａ側の端部（開口端縁）に、平面視円形状に形成されている。図２に示すように、この堰止め部材１６ｂは、炉底板１６の表面１６ｃを基準とした高さが、散気管１９の高さよりも小さい。特に、散気管１９のＵ字管部１９ｂよりも低い位置に堰止め部材１６ｂがあるため、稼働時における散気機構Ａの散気処理を阻害すること無く、堆積機構Ｂにより効率的に堆積層１３ａを形成することができる。なお、堰止め部材１６ｂは、炉底板１６の表面１６ｃから突出する状態と炉底板１６の表面１６ｃから突出しない状態とに出退移動自在に構成してもよい。

【0060】

このように、炉本体１２に収容された流動媒体１３のうち、大半（例えば９０％以上）が抜出工程で貯留槽４４に送られ、残りが炉本体１２の内部に残存する。ここで、流動床炉１０において、抜出工程後に炉本体１２に残存する流動媒体１３に焼却対象由来の有価金属（金、銀、銅、鉛、亜鉛等）が高濃度の状態で含まれていることが知られている。

【0061】

このため、抜出工程に続く回収工程において、抜出工程で炉本体１２内から抜き出した流動媒体１３（貯留槽４４に貯留された流動媒体１３）と分離した状態で、炉本体１２に残存した流動媒体１３を別途回収する。具体的には、抜出工程が完了した後に作業者が炉本体１２の内部に立ち入り、炉底板１６に残存した流動媒体１３を採取することによって流動媒体１３を炉本体１２の内部から直接回収する。

【0062】

その後、作業者は、炉本体１２の内部の清掃や点検等のメンテナンス作業を行う。なお、炉底媒体の回収前に炉内の清掃、点検等が行われてもよいし、炉底板１６に残存した流動媒体１３の回収と炉本体１２の内部のメンテナンス作業とが併行して行われてもよい。つまり、散気機構Ａを停止させてから回収工程を実施すればよい。

【0063】

このように、本実施形態に係る回収方法では、流動床炉１０のメンテナンスのタイミングを利用して、焼却対象由来の有価金属を高濃度に含んだ流動媒体１３を回収する。

【0064】

最後に、回収工程で回収した流動媒体１３から有価金属を分離する。具体的には、熱処理、化学処理又は物理選別等の方法により、流動媒体１３に含まれる有価金属を流動媒体１３から分離する。熱処理としては、例えば、溶融処理（製錬）、焼成処理又は塩化揮発等が挙げられる。化学処理としては、例えば、酸等の溶媒抽出がある。また物理選別としては、例えば、風力選別、磁力選別、振動選別、渦電流選別、静電選別又は比重選別等が挙げられる。

【0065】

上述した有価金属の回収は、有価金属含有量推定方法により推定された推定値に応じて頻度や方法が変更されてもよい。例えば、有価金属含有量の推定値が低ければ、有価金属の回収頻度を低減して次回の休炉タイミングで行うことにより、効率的に有価金属を回収することができる。また、有価金属含有量の推定値に応じて堆積機構Ｂとしての堰止め部材１６ｂの高さを変更してもよいし、炉底板１６の表面１６ｃに複数の段差や突起を設けてもよい。これにより、流動媒体１３を排出口１６ａの近くの部位に残存させることができるので、有価金属の回収量を増加可能である。

【0066】

〔その他の実施形態〕
（ａ）上記実施形態では、小型家電を含む焼却対象の前処理情報に基づいて流動媒体１３の有価金属含有量を推定したが、小型家電に限られず、例えば都市ごみや自動車破砕残渣等の前処理情報に基づいて流動媒体１３の有価金属含有量の推定を行ってもよい。

【0067】

（ｂ）推定式作成部５２は、前処理情報や分別情報を取得する度に推定式の更新を行ってもよいし、同じ自治体であれば同じ推定式を使用してもよい。これにより、推定式の精度を高めることが可能となる。

【0068】

（ｃ）推定式作成部５２は、流動床炉１０に投入される小型家電の種類毎や回収される有価金属毎に推定式を作成してもよい。これにより、推定式の精度を高めることが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、炉底板に残存した流動媒体に含まれる有価金属の量を、焼却対象の焼却のための前処理情報に基づいて推定する有価金属含有量推定方法及び有価金属の回収方法に利用可能である。

【符号の説明】

【0070】

１０ ：流動床炉
１２ ：炉本体
１３ ：流動媒体
１６ ：炉底板
１６ａ ：排出口
Ａ ：散気機構

【要約】

【課題】有価金属を効率的に回収することのできる有価金属含有量推定方法及び有価金属の回収方法を提供する。
【解決手段】流動媒体１３を収容する炉本体１２と、流動媒体１３を流動させるための流動化ガスを吹き付ける散気機構Ａと、を備え、炉本体１２は流動媒体１３を支持する炉底板１６と、炉底板１６に隣接して設けられて流動媒体１３を排出可能な排出口１６ａとを有し、焼却対象を焼却処理又はガス化する流動床炉１０において、散気機構Ａを停止させて排出口１６ａから流動媒体１３の少なくとも一部を抜き出した状態で、炉底板１６に残存した流動媒体１３に含まれる有価金属の量を、焼却対象の焼却のための前処理情報に基づいて推定する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】