JPH10507407A - 廃棄物の処理 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 寸断された廃棄軽量物が、適当な大きさに粉砕されることによって噴射しうる材料に変換される。銅および（または）シリカは磁性分離によって分離され、当該材料は冶金学的な炉またはセメントキルンに噴射される。

Description

【発明の詳細な説明】 廃棄物の処理 本発明は寸断された廃棄物や残さなどの廃棄物の処理に関する。この廃棄物は 、たとえばハンマーミルを用いて大きな金属スクラップを寸断して再利用するこ とにより生じる。典型的な重金属スクラップとしては、自動車、白色製品（ｗｈ ｉｔｅ ｇｏｏｄｓ）、鉄製小物、重鋼、および構造鋼がある。原材料がハンマ ーミル内に供給されると、まず最初に寸断され、磁力およびうず電流によって鉄 を含む製品と鉄を含まない製品とが別々の製造ラインに分けられる。 約７５％の廃車が原料を再生利用するために寸断設備に供給されている。寸断 されたものの約２５％が再生利用できない残さとして残り、主に埋め立て処理さ れている。近年、埋め立て場の能力が不足してきており、このことがこれら残さ の適切な処理コストを上昇させている。このコスト増加と利益の減少によって、 車のリサイクルビジネスにおいて処理の危機が増加しつつある。こういった処理 に関する困難な状況が寸断プラントを閉鎖へと追い込んでいる。このため、鉄鋼 業界においては、鋼製造および同様の工程のための重要な原料源が欠乏しつつあ る。 寸断された廃棄物は、通常、金属、プラスチック、木およびゴムからなってお り、寸断される原料の種類に応じて、銅、アルミニウム、ステンレス鋼に起因す る他のエレメントおよびシリカを含むこともある。 本発明の目的は、経済的な再使用のために寸断された廃棄物の成分を可能なか ぎり多く再生する手段を提供することである。プラスチック、木およびゴムなど の廃棄物は炭素源として考えることができ、またアルミニウムは鋼工場のための 金属源と考えることができる。銅は精錬または精製する際に価値がある。より詳 細には、本発明は、ガススまたは砂から銅成分およびＳｉＯ₂を取り除くか、ま たは実質的に減少せしめて、リスクを伴うことなく鋼製造炉に加えられる適当な 金属および炭素源を含む廃棄物と、精錬または精製に使いうる、銅に富んだ成分 とを提供する方法に関する。 ひとつの局面において、本発明は、寸断された材料から軽量物を処理する方法 を提供しており、該方法は、寸断しうる材料を寸断して重量物と軽量物を提供す る工程を含んでおり、さらに、軽量物のサイズを噴射可能なサイズの粒子にまで 減少させる工程、前記粒子と磁性物質を混合して、磁性物質で被覆された粒子と あまり被覆されていない粒子とを提供する工程、混合物を磁性分離する工程、お よび磁気を帯びた粒子を炉中に噴射する工程を含むことを特徴としている。 寸断された廃棄物の一典型例は、重量物の分離前には以下の成分を有している （重量％）。 原料に応じて、寸断された廃棄物は熱および／または圧力によって他の物質が 付着したプラスチックを含むこともある。利用する前に金属片をプラスチックカ バーから取り出す必要がある。 寸断された軽量物は、プラスチック、ゴム、木、布片、ガラス、鉄および非鉄 粒子、プラスチック繊維および不活性物質の木均質な混合物である。非金属成分 が総重量の約２５％を占める。前記物質の小さな粒子を含む、種々の大きさの細 かいプラスチック繊維の「ボール」がある。これらのボールの中には、小さなワ イヤー状の銅や、小さなロッド状の銅や、微小ペレットまたはスパイラル状の銅 を含む、小さな鉄および非鉄粒子も含まれている。これらの小さなワイヤのなか には、孔やフックをもっているものもあり、細いプラスチック繊維中にとり込ま れている。主に前述した物質の微小粒子からなる多数の集塊とともに大きなピー ス（piece）も存在している。 長さ１〜数ｍｍ未満の細いプラスチック繊維が、湿気および鉄粒子上の観察し うるさびと結合して、非常に不均質な形状（ペレット、立方体、ロッドなど）の 集塊になる。これらの形状は、指と指のあいだで簡単にくずれうる。ミクロンサ イズの粉体の大部分が、このような集塊に付着して、当該集塊の一部を構成する 。小ロット、三角形、スパイラルまたはループ状の、長さ１ｍｍ〜３ｃｍ未満の 銅および／または金属粒子はこれら集塊中に繊り込まれるか、または「まゆ」の 中に取り込まれる。これら金属粉子の大部分は、しかしながら、露出している。 軽量物は細砕または同様の工程によって寸法が減ぜられ、粒子を炉中に噴射し うる装置に適した平均粒子径になる。通常、粒子は約８ｍｍ未満の平均粒子径に なる。細砕は、適切な寸断機または回転もしくは圧力ミキサ内で行なうことがで きる。 サイズが小さくなった粒子を磁性粒子と混ぜると、前記サイズが小さくなった 粒子は可能なすべての粒子に付着しようとする。これらは、プラスチック、繊維 、木、ゴムの粗い表面に好んで付着しようとする。これらは銅線のなめらかな表 面には容易に（ときとして、全く）付着しないことが観察された。そして、この 特性の差が銅およびＳｉＯ₂を他の材料から分離する独創的なやり方である。 磁性材料はミルスケールであることが好ましく、選択的に油と、水などの坦体 とを供給してもよい。磁性材料の水の含有は約１０〜２５重量％であることが好 ましい。水は意図的に加えてもよく、あるいはミルスケール もしくは寸断された廃棄物または両方から除去してもよい。磁性ミルスケールス ラリーの代わりに、油を含んだ形態、または含まない乾燥した形態も使用されう る。たとえば、溶鉱炉のガススラッジおよび粉体、ベッセマー転炉のスラッジお よび粉体が利用できる。少なくとも１．５分間ロータリーミキサーの中で混合が なされるのが好ましい。 典型的には、寸断された廃棄物の塊は銅を含んでおり、いくらかの銅を分離し 、銅の含有量が少ない粒子を供給しうるように磁性分離が行われる。銅は炉また はセメントキルン（kiln）へのフィードチャージとして用いられる。他の材料を 加えることは有利である。その例にはフライアッシュおよびライムが含まれる。 これらは磁性分離の前または後で選択的に加えられる。フライアッシュは少なく とも２分間粒子と混合されるのが好ましい。酸化カルシウムはフライアッシュに 加えられるのが好ましい。フライアッシュは、約７０〜９０ミクロンの粒径を有 しているのが好ましい。化合的に結合されていない酸化カルシウム（free CaO） フライアッシュの代わりに燃やされたライムも用いられる。もし寸断された廃棄 物中に水和プロセスをもたらす充分な湿気がないばあい、水の量の割合が追加さ れなければならない。 他の局面において本発明は、炉またはキルンにおいて用いるためのチャージ（ charge）であって、寸断された廃棄物の軽量物から得られる、プラスチックで被 覆された噴出しうる磁化されたチャージと、寸断された廃棄物の軽量物から粒子 を含む混合物銅とシリカを分離する方法を提供している。該方法は、混合物に磁 性物質を加 え、当該混合物を磁性分離し、銅およびシリカを回収してなる。 本発明を充分によく理解するために、図１のフローチャートと共に読まれるべ きつぎの実施例について説明する。 実施例 中古車などの素材をハンマーミルで処理し、金属材料のストックとして役立つ 重量物および軽量物を得た。軽量物は銅、アルミニウム、ステンレス鋼、ガラス 、およびＳｉＯ₂（たとえば、砂）を含む叙上の組成物と、プラスチック、木、 ゴムなどの炭素を含む材料とを有していた。軽量物を粉砕し、平均長さが約８ｍ ｍの粒子を含む集塊を得た。この処理の結果、廃棄物を構成している大量の集塊 が砕かれるかまたはこなごなにされ、これらの集塊内に含まれ、付着している金 属粒子のいくつかが現れた。水の含有率が約１０〜２５％のミルスケールスラリ ーが集塊に加えられ、強制練りミキサー内で１．５ないし２分間混合された。廃 棄物からの微粒子は、ミルスケールスラリーの水分を含んだ油の微粒子と結合し 、裸眼で見たとき独特の丸い形状を有するマイクロ集塊を形成する。顕微鏡で観 察すると、これらの小さい集塊が「うに」の形状を呈していることが見られる。 ミルスケールがプラスチック、ゴムおよび木の粒子に付着しているあいだは、銅 のワイヤは被覆されていなかった。なぜなら被覆媒体ワイヤの平滑面に付着でき ないからである。 石炭火力ステーションからの約２０％（重量パーセン ト）のフライアッシュは約８％のＣａＯと共にこの２成分混合に加えられ、約２ 分間混合されて実質的に乾燥した粒子を形成した。灰の粒径は約７０〜９０ミク ロンである。 ０．５ｍｍを超える大きさの２ないし３の金属の薄膜が新たに製造された集塊 内に存在することが顕微鏡により観察された。かかるスケールの薄膜の大きい集 塊が、洗浄された表面にゆるく存在していた。かなりの銅ワイヤが目にみえるほ どに存在し、これには微粒子は付着していなかった。銅の部分に加えて、他の金 属および鋼／ワイヤが現れた。（いくつかの銅ワイヤが「まゆボール（cocoon b all）」によってからみ合わされており、混合の処理の結果として取り出せない ）ミキサー内の塊の機械的処理の結果、鋭いエッジの小さいスケールの薄膜がた くさんのまゆの集塊を切断したり、粉砕したりする。微小な灰の粒子は、プラス チックの繊維ならびに寸断およびミルスケールの粒子からなる小さい集塊を被覆 した。粒子は水和プロセスが生じるために２日ないし３日間放置した。これは放 熱である。約２４時間後、集塊の温度は周囲温度に達した。閉じられた部屋で貯 蔵された。破片の集塊を濡らしても、より速い乾燥をもたらした。すなわち、水 分の蒸発が増大した。熱を加えることなく湿気を１０％未満まで低減できる。 被覆された粒子と、被覆されていない粒子とからなる混合を、従来の磁性分離 器に供給した。磁性物質は、銅、アルミニウム、特殊な鋼、ガラス、ＳｉＯ₂な どの非磁性物質から容易に分離された。化学分析によれば、寸断された未処理の 物にくらべて、銅の割合が約６０％ まで減少できた。処理された混合は、銅およびＳｉＯ₂の最小の割合を残した。 プラスチック、木、ゴム、磁性金属の粒子からなるこの混合は高炉に加えること ができる。なぜなら、炉内の雰囲気は実質的に酸素がなく温度がひじょうに高く 、プラスチックが製品によって好ましくないものを形成することなく燃焼される からである。 分離された銅、アルミニウム、ステンレス鋼およびシリカが適切な工業的なプ ロセスにおける使用のために回収された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．寸断された材料から軽量物を処理する方法であって、該方法は、寸断しうる 材料を寸断して重量物と軽量物を提供する工程を含んでおり、さらに、軽量物の サイズを噴射可能なサイズの粒子にまで減少させる工程、前記粒子と磁性物質を 混合して、磁性物質で被覆された粒子とあまり被覆されていない粒子とを提供す る工程、混合物を磁性分離する工程、および磁気を帯びた粒子を炉中に噴射する 工程を含むことを特徴とする方法。 ２．前記軽量物が、プラスチック、木およびゴムの粒子からなる請求の範囲第１ 項記載の方法。 ３．前記軽量物が冶金学的な炉またはセメントキルンに噴射されうる実質的に銅 のない材料を供給するために、磁性分離によって除去された銅を含む請求の範囲 第１項または第２項記載の方法。 ４．前記軽量物がロータリーミキサーの処理によって噴射しうるサイズの粒子に 粉砕されてなる請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の方法。 ５．前記磁性材料が選択的には油を含むミルスケールである請求の範囲第１項、 第２項または第３項記載の方法。 ６．前記磁性材料が水のようなスラリーの形をとっており、水が約１０ないし２ ５重量％含まれてなる請求の範囲第５項記載の方法。 ７．前記磁性物質と粒子との混合がロータリーミキサー内で約１．５分間なされ る請求の範囲第５項または第 ６項記載の方法。 ８．炭素を含む材料が加えられてなる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４ 項、第５項、第６項または第７項記載の方法。 ９．前記炭素を含む材料が、粒子と少なくとも２分間混合されてなるフライアッ シュである請求の範囲第８項記載の方法。 10．前記フライアッシュの粒径が約７０ミクロンないし９０ミクロンである請求 の範囲第８項、第９項または第１０項記載の方法。 11．ライムが加えられてなる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５ 項、第６項、第７項、第８項、第９項または第１０項記載の方法。 12．寸断された廃棄軽量物から得られる、炉に噴射するためのチャージであって 、被覆されたプラスチックの噴射しうる磁化された粒子、木およびゴムからなる チャージ。 13．寸断された廃棄軽量物から得られた粒子を含む混合物から銅および（または ）シリカを分離する方法であって、当該混合物に磁性物質を加え、当該混合物を 磁性分離し、銅および（または）シリカを回収することからなる方法。 14．前記混合物が混合物から分離され回収されたアルミニウム、ステンレス鋼お よびシリカを含んでなる請求の範囲第１３項記載の方法。