JP7129949B2

JP7129949B2 - 原料払出装置及び電子・電気機器部品屑の処理方法

Info

Publication number: JP7129949B2
Application number: JP2019104043A
Authority: JP
Inventors: 勝志青木
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2039-06-03
Also published as: JP2020196590A

Description

本発明は、原料払出装置及びこれを用いた電子・電気機器部品屑の処理方法に関する。

近年、資源保護の観点から、廃家電製品・ＰＣや携帯電話等の電子・電気機器部品屑から、有価金属を回収することがますます盛んになってきており、その効率的な回収方法が検討され、提案されている。

例えば、特開平９－７８１５１号公報（特許文献１）では、有価金属を含有するスクラップ類を銅鉱石溶錬用自溶炉へ装入し、有価金属を炉内に滞留するマットへ回収させる工程を含む有価金属のリサイクル方法が記載されている。このようなリサイクル方法によれば、銅溶錬自溶炉での銅製錬にスクラップ処理を組み合わせることができるため、有価金属含有率が低いスクラップ類からでも低コストで有価金属を回収することができる。

しかしながら、特許文献１に記載されるような銅溶錬自溶炉を用いた処理においては、電子・電気機器部品屑の処理量が増えると、電気・電子機器部品屑を構成する樹脂等の有機物に含まれる炭素成分が増加し、溶錬炉で過還元によるトラブルが発生する場合がある。一方で、電子・電気機器部品屑の処理量は近年増加する傾向にあるため、銅溶錬自溶炉での効率的な処理が望まれている。

銅溶錬自溶炉の過還元によるトラブルを発生する手法の一つとして、電子・電気機器部品屑を銅溶錬自溶炉で処理する前に電子・電気機器部品屑を粉砕処理し、容量を小さくすることが提案されている。例えば、特開２０１５－１２３４１８号公報（特許文献２）では、銅を含む電気・電子機器部品屑を焼却後、所定のサイズ以下に粉砕し、粉砕した電気・電子機器部品屑を銅の溶錬炉で処理することが記載されている。

しかしながら、電子・電気機器部品屑の処理量が増加することにより、電子・電気機器部品屑に含まれる物質の種類によっては、その後の銅製錬工程での処理に好ましくない物質（製錬阻害物質）が従来よりも多量に投入されることとなる。このような銅製錬工程に装入される製錬阻害物質の量が多くなると、電子・電気機器部品屑の投入量を制限せざるを得なくなる状況が生じる。

天然の鉱石由来の製錬阻害物質も含め、銅製錬の溶錬工程における熱力学的な手法や電解工程における電解液の精製方法については従来から数々の取り組みがされてきたが、天然の鉱石と比較して、製錬阻害物質の含有割合が著しく大きい電子・電気機器部品屑の処理方法には課題が多い。

特開平９－７８１５１号公報特開２０１５－１２３４１８号公報

本発明者らはこれまで電子・電気機器部品屑から製錬工程で処理するための有価金属を含む処理原料を効率良く選別するとともに、製錬阻害物質を取り除くために好適な種々の選別工程及び選別機について鋭意検討を行ってきた。

しかしながら、種々の形状、比重、形状の原料が混在する電子・電気機器部品屑等の原料は原料同士が特に絡まりやすく、搬入された原料を一定量毎に分けることが難しい。人手による作業にも限界があり、効率の良い払出方法及び装置の検討が望まれていた。

上記課題を鑑み、本開示は、種々の形状、比重、形状の原料が混在する原料を一定量毎に効率よく払出することが可能な原料払出装置及びこれを用いた電子・電気機器部品屑の処理方法を提供する。

上記課題を解決するために本発明者が鋭意検討した結果、原料の貯留と払出を併用する貯留部を備え、原料の払出時に原料の払出量を調整する支柱の間隔を適正化することが有効であるとの知見を得た。

本発明の実施の形態は一側面において、原料を払出するための払出口を一端に備え、原料を貯留する貯留部と、貯留部の底面に配置され、払出口へ向けて原料を搬送し、貯留部の外へと払出す払出部と、払出部の上方から下方へと延びる複数の支柱を備え、該支柱により原料の一部を抑えて貯留部の外へ払出される原料の量を調整する調整部とを備え、貯留部の外へ払出される原料の詰まりが生じないように、貯留部の側面に最も近い支柱と貯留部の側面との間の間隔（ｄ１）と、貯留部の中央部の支柱間の間隔の最も狭い間隔（ｄ２）の比（ｄ１／ｄ２）と、貯留部の側面に最も近い支柱の床からの高さ（Ｈ１）と貯留部の側面に最も近い支柱以外の支柱の床からの最小の高さ（Ｈ２）の比（Ｈ１／Ｈ２）とをそれぞれ調整する原料払出装置が提供される。

本発明の実施の形態は他の一側面において、原料を払出するための払出口を一端に備え、原料を貯留する貯留部内に電子・電気機器部品屑を貯留し、貯留部の底面に配置された払出部により電子・電気機器部品屑を払出口へと搬送し、払出部の上方から下方へと延びる複数の支柱の支柱間の間隔及び高さをそれぞれ調整することにより、電子・電気機器部品屑の一部を抑えながら、電子・電気機器部品屑を貯留部の外へと払出すことを含む電子・電気機器部品屑の処理方法が提供される。

本開示によれば、種々の形状、比重、形状の原料が混在する原料を一定量毎に効率よく払出することが可能な原料払出装置及びこれを用いた電子・電気機器部品屑の処理方法が提供できる。

本発明の実施の形態に係る原料払出装置を表す斜視図である。本発明の実施の形態に係る原料払出装置の払出口からみた正面図である。原料払出装置が備える調整部の支柱の配置例を示す概略図である。原料払出装置が備える払出部の動作を示す平面図である。原料払出装置が備える払出部の動作を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る原料払出装置を備えた原料払出システムを表す説明図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。

（原料払出装置）
本発明の実施の形態に係る原料払出装置１００は、図１に示すように、原料を貯留する貯留部１と、原料を貯留部１の外へと払い出す払出部２と、原料を抑えて貯留部１の外へ払い出される原料の量を調整する調整部３とを備える。

貯留部１は、原料を払出するための払出口１１を一端に備える。貯留部１は、背面１２と、互いに対向する側面１３、１４と、底面１５とを備える。貯留部１の底面１５上には原料が配置される。

払出部２は貯留部１の底面１５に配置されている。払出部２としてはいわゆる床板移動式の定量供給機が用いられる。例えば、払出部２は、貯留部１の底面１５に配置され、貯留部１の背面１２側から払出口１１側に互いに間隔を空けて略平行に延びる複数のガイド２１と、ガイド２１を覆うようにガイド２１上にそれぞれ配置され、ガイド２１に沿って貯留部１内を払出口１１と背面１２との間で往復することにより、原料を貯留部１の外へ払い出す複数のスラット２２と、複数のスラット２２の往復移動を駆動する駆動装置（不図示）とを備える。

払出部２が備える複数のスラット２２が、払出口１１と背面１２との間で往復運動することによって、貯留部１内に貯留された原料が、徐々に払出口１１側へ押し出されて、払出口１１の外へと払出される。

図１に示すように、払出口１１付近の払出部２の上方には、払出部２の上方から下方へと延びる複数の支柱３１を備え、複数の支柱３１により原料の一部を抑えて貯留部１の外へ払い出される原料の量を調整するための調整部３が設けられている。調整部３は、貯留部１の対向する側面１３と側面１４との間に固定され、複数の支柱３１を固定する支柱固定部３２と、支柱の貯留部の底面からの高さを調整する高さ調整部(不図示)とを備える。

支柱固定部３２は、背面１２側から払出口１１側へ払出される原料の圧力を受けて複数の支柱３１が払出口１１側に移動しないように、複数の支柱３１を所定の位置に固定することができる構造であれば、図１の例には限定されず任意の構造を有することができる。

図１の例では、側面１３と側面１４との間に柱状の支柱固定部３２が架け渡され、支柱固定部３２が備える複数の開口部内に、複数の支柱３１がそれぞれ収容されるようになっている。そして、開口部付近の支柱固定部３２に設けられた、ボルト、フランジ等の固定具（不図示）で構成される高さ調整部によって、支柱３１の高さが任意の高さに固定されるようになっている。

支柱固定部３２上には、床、即ちスラット２２の上面からの各支柱３１の高さを検知するための高さ検知部３３が設けられていてもよい。高さ検知部３３としては例えばマイクロ波センサー等を用いることができる。高さ検知部３３の検知結果に基づいて支柱３１の高さを調整する高さ調整部を制御することによって、原料の収容状態に応じて支柱３１の高さを変更可能な制御装置３４を備えていてもよい。

複数の支柱３１の間隔ｄ１、ｄ２及、床からの高さＨ１、Ｈ２は、払出する原料の種類によって調整することができる。特に、種々の形状、比重、形状の原料が混在する電子・電気機器部品屑等の原料を、原料の滞りがなく円滑に搬送して払出するために鋭意検討した結果、複数の支柱３１のそれぞれの間隔及び間隔比と高さ及び高さの比をそれぞれ調整することが有効であることが分かった。

本発明者らが検討したところ、電子・電気機器部品屑等のような種々の形状、比重、形状の原料を、図１の原料払出装置１００に収容すると、払出作業が進行するにつれて、側面１３、１４付近の原料が上手く払出されずに停滞し、停滞した原料に更に中央部の原料が絡まってうまく排出されずに詰まり（ブリッジ）が生じる場合があることが分かった。

本実施形態では、図２に示すように、貯留部１の側面１３、１４付近の原料の詰まりを抑制するために、貯留部１の側面１３、１４に最も近い支柱３１と貯留部１の側面との間の間隔ｄ１と貯留部１の中央部の支柱３１間の間隔の最も狭い間隔（ｄ２）の比（ｄ１／ｄ２）を調整するとともに貯留部１の側面１３、１４に最も近い支柱３１の床からの高さ（Ｈ１）と貯留部１の側面１３、１４に最も近い支柱３１以外の支柱３１の床からの最小の高さ（Ｈ２）の比（Ｈ１／Ｈ２）を調節することが好ましい。

より具体的には、ｄ１≦ｄ２の場合、Ｈ１／Ｈ２＝３～１０となるように複数の支柱３１を配置することが好ましく、ｄ１／ｄ２が１以下の場合は０．３以上が好ましい。ｄ１＞ｄ２の場合、Ｈ１／Ｈ２＝０．５～３となるように複数の支柱３１を配置することが好ましく、ｄ１／ｄ２が１を超える場合は５以下が好ましい。これにより、種々の形状、比重、形状の原料が混在する原料を一定量毎に効率よく払出することが可能な原料払出装置１００が得られる。

支柱３１の数は限定されないが、例えば３～１０本、好ましくは３～８本、更に好ましくは４～６本とすることができる。各支柱３１の底面１５からの高さＨは原料の状態に応じて調整される。なお、本実施形態において「中央部の支柱３１の間隔ｄ２」とは、貯留部１の水平方向において中心に最も近い支柱３１とその次に中心に近い支柱３１との間隔を意味する。

支柱３１の高さは、原料の滞留状態に応じて水平方向に沿ってそれぞれ異なる高さとなるようにぞれぞれの高さを変更してもよい。例えば、図３に示すように、中央部の支柱３１付近に原料が固まって払出が難しくなっている場合には、中央部の支柱３１の高さを側面１３、１４側の支柱３１の高さよりも高くして、中央付近からの原料の払出が行われやすくなるようにすることもできる。以下に限定されるものではないが、本実施形態では、例えば貯留部１の側面１３から側面１４までの長さは例えば３００～５００ｍとすることができ、払出部２上面から支柱３１の下端部までの高さＨは５００ｍｍ～８００ｍｍとすることができる。

また、図１の例では、貯留部１内の原料を抑えながら貯留部１の外へ払い出される原料の量を調整する調整部３が、払出口１１側に一か所、設けられる例が記載されているが、払出口１１側から背面１２側へ向けて一定の間隔を空けて調整部３を複数段、好ましくは２段以上、更には３段以上設けることが好ましい。調整部３を複数段設け、各調整部３が備える支柱３１の高さをそれぞれ調整することで、原料の滞留を抑制しながら原料の払出がより円滑に行われるように、制御することができる。特に、原料調節部前の原料の高さが、Ｈ２に対して、１．３倍から５倍であればよく、３倍以下がより好ましい。

図１に示す原料払出装置１００を用いて原料の払出を行う場合は、まず、貯留部１の底面１５上に原料を配置し、図示しない駆動装置により払出部２を駆動させる。具体的には、図４（ａ）に示すように、まず、全てのスラット２２が払出口１１側から背面１２側へと移動する。払出口１１側付近にはスラット２２の下方に配置されたガイド２１が露出される。次に、図４（ｂ）に示すように、すべてのスラット２２が、背面１２側に収容された原料を保持しながら背面１２側から払出口１１側へと移動することにより、原料が払出口１１側へと搬送される。

図４（ｃ）に示すように、スラット２２の一部が払出口１１側から背面１２側へ移動する。本実施形態では隣接する３本のスラット２２が一セットとなって動作する例を示すが、この例には限定されないことは勿論である。図４（ｃ）の例では、最も左側のスラット２２と左から４番目のスラット２２が背面１２側へ移動し、最も左側のガイド２１と左から４番目のガイド２１上に原料が保持される。

図４（ｃ）で背面１２側移動したスラット２２に隣接するスラット２２、即ち、図５（ａ）に示すように、左から２番目のスラット２２と４番目のスラット２２が、払出口１１側から背面１２側へと移動する。原料の一部はガイド２１上で保持される。図５（ｂ）に示すように、左から３番目のスラット２２と６番目のスラット２２が背面１２側へと移動する。全てのスラット２２が背面１２側へ移動した後、図５（ｃ）に示すように、全てのスラット２２が払出口１１側へと移動する。この移動により、ガイド２１上の原料が払出口１１側へ押しこまれて、払出口１１の下方に配置された収容部４へと収容される。図４（ａ）～図５（ｃ）の動作を複数回繰り返すことにより、一定量の原料が、複数の収容部４へ均等に分配される。収容部４は、図１に示すように、ベルトコンベア等の搬送部５によって搬送される。

本発明の実施の形態に係る原料払出装置１００及び払出方法によれば、種々の形状、比重、形状の原料が混在する原料を一定量毎に効率よく払出することが可能な原料払出装置１００及びこれを用いた電子・電気機器部品屑の処理方法が提供できる。

（電子・電気機器部品屑の処理方法）
図１～図６に示す原料払出装置１００は、風力選別機、メタルソータ、カラーソータ、篩別機などの種々の選別機を用いて電子・電気機器部品屑を選別する選別処理を実施する前に、各選別機でそれぞれ処理可能な量ごとに仕分けするための装置として特に好適である。

本実施形態における「電子・電気機器部品屑」とは、廃家電製品・ＰＣや携帯電話等の電子・電気機器を破砕した屑であり、回収された後、適当な大きさに破砕されたものを指す。本実施形態では、電子・電気機器部品屑とするための破砕は、処理者自身が行ってもよいが、市中で破砕されたものを購入等したものでもよい。

破砕方法として、特定の装置には限定されず、せん断方式でも衝撃方式でもよいが、できる限り、部品の形状を損なわない破砕が望ましい。従って、細かく粉砕することを目的とする粉砕機のカテゴリーに属する装置は含まれない。

電子・電気機器部品屑は、基板、ＩＣやコネクタ等のパーツ、筐体などに使われる合成樹脂類（プラスチック）、線屑、メタル、フィルム状部品屑、破砕や粉砕によって生じる粉状物、その他、からなる部品屑に分類することができ、処理目的に応じて更に細かく分類することができる。以下に限定されるものではないが、本実施形態では、最大直径が１００ｍｍ以下、より典型的には５０ｍｍ以下となるように破砕されており、且つ部品屑として単体分離されている割合が重量比で７０％以上の電子・電気機器部品屑を好適に処理することができる。

これら種々の種類からなる部品屑を、本発明の実施の形態に係る原料払出装置１００を用いて一定量毎に払出することにより、種々の形状、比重、形状の原料が混在する原料を効率よく払出することが可能となり、その後の選別処理工程に供給するための原料をよりスムーズに供給することができるようになる。そして、各原料を所定の順序で処理することにより、例えば、選別物を銅製錬工程に利用する場合には、銅製錬工程での処理に好ましくない物質、例えば、アンチモン（Ｓｂ）、ニッケル（Ｎｉ）等の元素、樹脂類、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等の製錬阻害物質を極力低減しながら、金、銀、白金、パラジウム、銅を含む有価金属を濃縮した原料を得ることができる。

本発明は本実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、本実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、本実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除する、或いは各構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、図６に示すように、貯留部１から払出された原料を収容する収容部４を搬送する搬送部５に収容部４の重量を測定する測定部６が配置されていてもよい。測定部６で測定された収容部４の原料の重量情報は、汎用の計算機等で構成される原料調整部７に送られて、原料調整部７において測定部６による測定結果が解析され、この解析結果に基づいて、複数のスラット２２の往復移動を駆動する駆動装置２３により、複数のスラット２２の往復移動の回数を調整される。これにより、収容部４に収容される原料量をより適正な重量となるように調整される。図６に示すシステムによれば、原料を処理する選別機の処理能力に応じた適正な量の原料が、収容部４に収容されるように、原料の種類に応じて調整することができるため、より効率の高い処理が行える。

１…貯留部
２…払出部
３…調整部
４…収容部
５…搬送部
６…測定部
７…原料調整部
１１…払出口
１２…背面
１３…側面
１４…側面
１５…底面
２１…ガイド
２２…スラット
２３…駆動装置
３１…支柱
３２…支柱固定部
３３…検知部
３４…制御装置
１００…原料払出装置

Claims

原料を払出するための払出口を一端に備え、前記原料を貯留する貯留部と、
前記貯留部の底面に配置され、前記払出口へ向けて前記原料を搬送し、前記貯留部の外へと払出す払出部と、
前記払出部の上方から下方へと延びる複数の支柱を備え、該支柱により前記原料の一部を抑えて前記貯留部の外へ払出される前記原料の量を調整する調整部と
を備え、
前記貯留部の外へ払出される前記原料の詰まりが生じないように、前記貯留部の側面に最も近い支柱と前記貯留部の側面との間の間隔（ｄ１）と、前記貯留部の中央部の支柱間の間隔の最も狭い間隔（ｄ２）の比（ｄ１／ｄ２）と、前記貯留部の側面に最も近い支柱の床からの高さ（Ｈ１）と前記貯留部の側面に最も近い支柱以外の支柱の床からの最小の高さ（Ｈ２）の比（Ｈ１／Ｈ２）とをそれぞれ調整することを特徴とする原料払出装置。
ｄ１≦ｄ２の場合、Ｈ１／Ｈ２＝３～１０となるように調整し、ｄ１＞ｄ２の場合、Ｈ１／Ｈ２＝０．５～３となるように調整する請求項１に記載の原料払出装置。
前記調整部が、
前記貯留部の対向する側面間に固定され、前記複数の支柱を固定する支柱固定部と、
前記支柱の前記貯留部の底面からの高さを調整する高さ調整部と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の原料払出装置。
前記払出部が、
前記貯留部の底面に配置され、前記貯留部の背面側から前記払出口側に互いに間隔を空けて延びる複数のガイドと、
前記ガイドに沿って前記貯留部内を往復し、前記原料を貯留部の外へ払出す複数のスラットと、
前記複数のスラットの往復移動を駆動する駆動装置と
を備える請求項１～３のいずれか１項に記載の原料払出装置。
前記貯留部から払出された前記原料を収容する収容部と、
前記収容部を搬送する搬送部と、
前記収容部の重量を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記収容部に収容される原料量を調整する原料調整部と
を更に備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の原料払出装置。
前記原料が、電子・電気機器部品屑を含む請求項１～５のいずれか１項に記載の原料の払出装置。
原料を払出するための払出口を一端に備え、前記原料を貯留する貯留部内に電子・電気機器部品屑を貯留し、
前記貯留部の底面に配置された払出部により前記電子・電気機器部品屑を前記払出口へと搬送し、前記払出部の上方から下方へと延びる複数の支柱の支柱間の間隔及び高さをそれぞれ調整することにより、前記電子・電気機器部品屑の一部を抑えながら、前記電子・電気機器部品屑を前記貯留部の外へと払出すこと
を含み、
前記複数の支柱の支柱間の間隔及び高さをそれぞれ調整することが、
前記貯留部の側面に最も近い支柱と前記貯留部の側面との間の間隔（ｄ１）と、前記貯留部の中央部の支柱間の間隔の最も狭い間隔（ｄ２）の比（ｄ１／ｄ２）と、前記貯留部の側面に最も近い支柱の床からの高さ（Ｈ１）と前記貯留部の側面に最も近い支柱以外の支柱の床からの最小の高さ（Ｈ２）の比（Ｈ１／Ｈ２）とをそれぞれ調整することを含むことを特徴とする電子・電気機器部品屑の処理方法。