TWI753376B - 電子、電氣機器零件屑之處理方法 - Google Patents

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TWI753376B
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青木勝志
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日商Ｊｘ金屬股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種能夠自電子、電氣機器零件屑中選擇性回收包含回收目標物質之基板屑之電子、電氣機器零件屑之處理方法。 本發明係一種電子、電氣機器零件屑之處理方法，其特徵在於：在對電子、電氣機器零件屑進行磁力篩選之步驟之前，具有分離出電子、電氣機器零件屑中所包含之附導線之基板之步驟。

Description

電子、電氣機器零件屑之處理方法
本發明係關於一種電子、電氣機器零件屑之處理方法，尤其是關於一種適於使用過之電子、電氣機器之再利用處理之電子、電氣機器零件屑之處理方法。
近年來，就資源保護之觀點而言，自廢家電製品、PC或行動電話等之電子、電氣機器零件屑中回收有價金屬越來越盛行，並研究、揭示有有效率地回收該有價金屬之方法。
於電子、電氣機器零件屑中所包含之有價金屬中，鐵用於殼體、框架、零件支持材等用途，且為電子、電氣機器零件屑中包含相對較多之物質，作為鐵之分離回收方法，已知有效之方法為進行利用磁力篩選之物理篩選。又，藉由最先將電子、電氣機器零件屑中包含相對較多之鐵成分去除，能夠減少以後之處理步驟中之操作量，因此，磁力篩選大多於篩選初期之階段中使用。
除鐵以外，電子、電氣機器零件屑中包含較多之物質為塑膠。由於塑膠對於輕量化有效，故而尤其是於小型家電等中殼體由塑膠製成之物品較多，於電子、電氣機器零件屑中亦占較大之比率。因此，先將塑膠去除亦有效，又，於磁力篩選之前增添風力篩選以提高其篩選性亦作為有效之手段而為人所知（例如參照專利文獻1、2）。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-059082號公報 [專利文獻2]日本特開2003-320311號公報
[發明所欲解決之課題]
另一方面，於電子、電氣機器零件屑中亦包含較多之基板屑。基板屑形成銅箔或利用鍍銅所得之電路，係作為以銅回收為目的之原料重要之零件屑，但基板屑除了銅以外，亦包含鐵、塑膠等各種物質，因此於利用篩選機進行之回收中，被回收至非意圖之側之情況亦較多，選擇性回收包含回收目標物質之基板屑非常難。
鑒於上述課題，本發明提供一種能夠自電子、電氣機器零件屑中選擇性回收包含回收目標物質之基板屑之電子、電氣機器零件屑之處理方法。 [解決課題之技術手段]
本發明者等人為了解決上述課題而專心研究，結果可知：於對電子、電氣機器零件屑進行粗破碎處理而獲得之各種基板屑中，附著有導線之附導線之基板尤其藉由磁力篩選被回收至磁性物側，而產生基板屑中所包含之有價金屬之損失。
基於以上見解而完成之本發明之一態樣係一種電子、電氣機器零件屑之處理方法，其於對電子、電氣機器零件屑進行磁力篩選之步驟之前，具有分離出電子、電氣機器零件屑中所包含之附導線之基板之步驟。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種能夠自電子、電氣機器零件屑中選擇性回收包含回收目標物質之基板屑之電子、電氣機器零件屑之處理方法。
於本實施形態中，「電子、電氣機器零件屑」係將廢家電製品、PC或行動電話等電子、電氣機器破碎而得之屑，且係指被回收後破碎成適當大小者。於本實施形態中，可由處理者本人進行用以製成電子、電氣機器零件屑之破碎，但亦可購買市場上已被破碎之零件屑等。
作為破碎方法，理想的是儘量不損壞零件形狀之破碎，例如較佳為使用利用剪切方式之剪切式破碎機或利用衝擊方式之錘磨式破碎機。另一方面，屬於用以粉碎得較細之粉碎機之品類的裝置不包含於本實施形態之破碎處理中。
電子、電氣機器零件屑較佳為破碎成最大直徑100 mm以下程度，進而50 mm以下程度者，代表直徑較佳為4～70 mm左右或4～50 mm左右。所謂「代表直徑」，表示自電子、電氣機器零件屑中抽選任意之100點，算出抽選之電子、電氣機器零件屑之長徑之平均值，反覆進行5次該操作之情形時之5次之平均值。
電子、電氣機器零件屑較佳為藉由預先進行粗破碎而以基板屑、線屑、IC或連接器等配件、金屬、用於殼體等之合成樹脂類（塑膠）等形態單獨分離。藉此，更容易於後段之處理中進行特定之單獨零件之篩選，篩選效率提高。
於本實施形態中，「基板屑」係指藉由對搭載於電子、電氣機器之印刷電路基板（構成為，電子零件焊接於印刷配線基板，以電子電路之形式運行）進行粗破碎處理，而進行已安裝之電子零件與印刷配線基板之分離（單獨分離），由此獲得之屑。印刷配線基板係指於由絕緣體製成之板之上或內部被遍佈導體且為安裝電子零件之前的狀態之基板。藉由粗破碎處理，基板屑主要分類為（1）附導線及零件之基板、（2）附導線之基板、（3）無導線之基板之3種。於使用剪切式破碎機對電子、電氣機器零件屑進行破碎處理之情形時，主要獲得附導線及零件之基板及附導線之基板。於利用錘磨式破碎機對電子、電氣機器零件屑進行破碎處理之情形時，主要獲得無導線之基板。
積體電路（IC）或電阻、電容器或電晶體等安裝零件固定於印刷配線基板上，但該等中，由導線固定之零件存在與基板分離時，導線及焊料之一部分殘留於基板上之情況。於本實施形態中，將此種包含導線及零件之基板定義為「附導線及零件之基板」。附導線及零件之基板為除了附著有導線以外，還附著有鐵製、鋁製等金屬製之零件之基板，若供給至磁力篩選，則很可能亦被分配至磁性物（Fe屑）側，而產生有價金屬之損失。因此，理想的是附導線及零件之基板再次進行破碎以進一步分離出附著於基板上之零件。再者，未進行已安裝之電子零件與印刷配線基板之分離之基板包含於「附導線及零件之基板」中，「基板屑」作為「附導線及零件之基板」、「附導線之基板」及「無導線之基板」之總稱。
無導線之基板係指不包含導線或零件等之基板。無導線之基板可藉由與用於殼體等之合成樹脂類相同之篩選處理進行篩選。
附導線之基板係包含導線之基板。基板由於包含鐵、塑膠等各種物質，故而係難以篩選之零件屑，但可藉由對該附導線之基板選擇性進行分離回收，並將其用作投入冶煉步驟之原料，而提高銅之回收效率，就此方面而言，作為回收對象非常有用。然而，該附導線之基板亦與附導線及零件之基板同樣地由鐵等形成導線之情況較多，因此，若直接供給至磁力篩選處理，則被分配至磁性物（Fe屑）側而產生有價金屬之損失。
因此，本實施形態之電子、電氣機器零件屑之處理方法係於進行磁力篩選之步驟之前，具有對電子、電氣機器零件屑中所包含之附導線之基板選擇性進行分離回收之步驟。對附導線之基板選擇性進行分離回收之步驟可於即將進行磁力篩選步驟之前，亦可為較其更早之階段。例如，若為進行磁力篩選之前，則於本實施形態中亦可包含進行如下處理：在用於對成為電子、電氣機器零件屑之原料之上述廢家電製品、PC或行動電話等電子、電氣機器進行粗破碎而獲得處理原料之任意階段中，進行風力篩選處理，以分離出附導線之基板。
分離出電子、電氣機器零件屑中所包含之附導線之基板之步驟較佳為以供給至進行磁力篩選之步驟的處理對象物中所包含之附導線之基板成為10質量%以下，進而成為7質量%以下，進而成為5質量%以下，進而成為1質量%以下之方式分離出附導線之基板。藉此，於其後進行磁力篩選之情形時，亦能夠抑制附導線之基板混入至磁性物側，從而能夠提高冶煉步驟中之有價金屬之回收效率。
作為電子、電氣機器零件屑中所包含之附導線之基板之分離回收方法，有效的是風力篩選、利用彩色感測器、金屬分選儀等之相機之篩選。其中，藉由利用風力篩選，能夠效率良好且簡易地對附導線之基板進行分離回收。
為了於風力篩選中將電子、電氣機器零件屑中所包含之附導線之基板更有效率地輸送至輕量物側，一般而言，較佳為使風力篩選之風速較可分離塑膠之風速大10～20%，進而大12～18%左右。
但是，於附導線之基板殘留有導線及焊料之一部分，因此附導線之基板之形狀根據比重存在難以有效率地篩選至輕量物之情況。例如，若風速過大，則其他零件屑，例如鋁箔等輕量物進一步混入，故而不佳。由此，於本實施形態中，較佳為於調查電子、電氣機器零件屑中之鋁之狀態（形狀、大小）之後，針對如將附導線之基板作為輕量物去除般之適當之風速個別地再調整條件。
具體而言，作為風力篩選之處理條件，較佳為將風速設為15 m/s以上，更佳為16 m/s以上，進而較佳為16.5 m/s以上。另一方面，若風速過大，則損害經濟性，除此以外存在無法將附導線之基板效率良好地去除之情況，因此，較佳為將風速設為20 m/s以下，更佳為19 m/s以下，進而為18 m/s以下。
風力篩選可於至少2階段進行。例如可組合第一風力篩選處理與第二風力篩選處理，上述第一風力篩選處理係預先分離出對物理篩選中所使用之利用相機等之色彩篩選機或金屬分選儀等篩選機之相機之識別性帶來不良影響的粉狀物及膜狀物分離，上述第二風力篩選處理係將含有有價物之板狀物濃縮至輕量物側，並將包含Fe、Al等之金屬分離至重量物側。第一風力篩選處理例如以風速為5～8 m/s、較佳為6～7 m/s進行，第二風力篩選處理可與上述條件相同。
第一風力篩選處理可於即將向利用由相機辨識對象物之功能之篩選機放入篩選物之前進行，但亦可與其之前的任意篩選階段組合進行。例如可與風力篩選後進行之磁力篩選、篩分處理、色彩篩選處理中至少任一處理組合。
雖亦與原料中所包含之附導線之基板之含有率有關，但較佳為使藉由風力篩選被分配至輕量物側之附導線之基板的比率為95%以上，進而為97%以上，進而為99%以上。可藉由被分配至輕量物側之附導線之基板輸送至冶煉步驟，而回收附導線之基板中所包含之銅等有價金屬。
於圖1～圖5中示出適於本發明之實施形態之風力篩選機之一例。風力篩選機具備擴散室1、使擴散室1內產生氣流之送風機2、向擴散室1內供給包括包含附導線之基板之板狀物10的篩選對象物之供給部3、自供給部3之擴散室1側之末端向擴散室1內延伸之導向部4、擴散室1之設置於供給部3之下方之重量物回收部5、及於擴散室1之下方設置在篩選對象物之供給方向之裏側的輕量物回收部6。於擴散室1之上部設置有使擴散室1內部之空氣循環之送風機之馬達7。
擴散室1內藉由自送風機2吹送之空氣而產生由圖1之實線箭頭所表示之氣流。於圖1之風力篩選裝置中，形成自送風機2朝向重量物回收部5側之斜向下之氣流，形成自重量物回收部5朝向導向部4之上方之向上之氣流，於擴散室1之上方形成自供給口沿供給方向流動之橫向之氣流，形成自擴散室1之上方流向輕量物回收部6側之向下之氣流。
再者，示出送風機2配置於擴散室1之中央部附近之例，但送風機2之位置並不限定於圖1所示之例，只要為能夠使向上之氣流接觸供給至導向部4上之篩選對象物，並藉由風力篩選出篩選對象物中之重量物與輕量物之態樣即可。
篩選對象物自供給部3之放入口被供給，一面藉由振動構件3a被施加振動一面被供給至向擴散室1內突出之導向部4。篩選對象物於導向部4與來自導向部4之下方之向上之氣流接觸。藉由該氣流，輕量物向導向部4之上方飛起並擴散至擴散室1內，並向位於供給方向裏側之輕量物回收部6側下落。供給至導向部4之重力較向上之氣流之風力大之重量物向導向部4的下方下落，由重量物回收部5回收。圖1之虛線箭頭分別表示重量物與輕量物之流向。
導向部4如圖2所示具有梳形形狀，且具備藉由熔接或螺固等與供給部3之末端3A連接之基部4a、及自與供給部3之末端3A側連接之基部4a向擴散室1內突出之多個突部4b。突部4b分別以粗細（寬度）W1自供給部3之末端3A側朝向供給方向X均勻之方式形成。理想的是包含附導線之基板之板狀物自其前端從供給部3之末端3A側飛出之時間點起儘可能多地接觸氣流，因此突部理想的是粗細均勻。
於各突部4b之間分別設置有供通過導向部4之氣流接觸篩選對象物之空間4c，且以各空間4c之寬度W2自供給部3之末端3A側朝向供給方向X均勻之方式形成。藉由具有此種形狀，能夠對篩選對象物更多地吹風，並且能夠接觸更均勻之空氣流，因此不論輕量物之種類如何，均能夠容易地將其向更上方推出。
較佳為如圖3所示般，至少突部4b之下表面41b具有曲面。藉此，導向部4對自導向部4之下方流動之向上之氣流的空氣阻力變得更小，本實施形態之包含附導線之基板之板狀物10之篩選效率提高。於圖3所示之例中，突部4b之下表面41b具有曲面，與篩選對象物接觸之突部4b之上表面42b具有平面。藉由具有該形狀，於突部4b之上表面42b篩選對象物不會卡住而能夠順利地供給，並且能夠減小突部4b對自突部4b之下方朝上方流動之向上之氣流的接觸阻力，因此能夠使氣流更有效率地接觸本實施形態之包含附導線之基板之板狀物10。突部4b之構成除圖3所示之例以外，例如亦可為上表面42b及下表面41b均具有曲面之桿狀。為了能夠順利地供給，能夠使氣流有效率地接觸，亦可為倒三角形。
突部4b之粗細W1、空間之寬度W2較佳為以小於包含附導線之基板之板狀物10之短徑之平均直徑D2的方式設定，使得作為篩選對象物之包含附導線之基板之板狀物10不會自導向部4下落。
導向部4之自供給部3之末端3A側至擴散室1之前端側為止的長度L（參照圖2）較佳為具有篩選對象物即包含附導線之基板之板狀物10之平均直徑D1或D2，較佳為長徑之平均直徑D1之一半以上，更佳為2/3以上之長度。導向部4之寬度W可設為與供給部3之寬度相同。
藉由將導向部4之長度L設為包含附導線之基板之板狀物10的平均直徑D1或D2，較佳為長徑之平均直徑D1之一半以上，能夠使來自導向部4之下方之向上流充分接觸包含附導線之基板的板狀物10，因此能夠使包含附導線之基板之板狀物10更確實地向導向部4之上方飛起，並向輕量物回收部6側擴散。若長度L過長而超出所需，則存在欲向重量側移動之金屬等重量物堵塞空間4c之情況，因此較佳為板狀物之長徑之平均直徑D1之2倍以下。
再者，板狀物10之平均直徑Dl、D2係抽選篩選對象物中之包含附導線之基板之板狀物10的任意10點，算出抽選之10點之包含附導線之基板之板狀物10之長徑側及短徑側的平均直徑。反覆進行5次該操作，表示5次之平均值。
具體而言，突部4b之粗細W1可設為1～10 mm，較佳為2～5 mm，空間4c之寬度W2可設為1～20 mm，較佳為2～5 mm。導向部4之長度L可設為25～100 mm，較佳為40～70 mm，但並不限定於上述。
如圖4所示，導向部4係以如下方式配置，即，使自導向部4之下方朝上方流動之氣流沿相對於板狀物10之下表面10A垂直之方向接觸載置於導向部4之突部4b上的包含附導線之基板之板狀物10之下表面10A。
藉由以使氣流沿垂直方向接觸包含附導線之基板之板狀物10之下表面10A的方式配置導向部4，氣流所形成之向上流能夠最大限度地產生作用於包含附導線之基板之板狀物10之力，從而能夠沿著導向部4之供給方向均勻且最大限度地調整空氣阻力。
如圖5所示，亦可具備下述之調節機構4d，該調節機構4d係以氣流沿垂直方向接觸包含附導線之基板之板狀物10之下表面的方式調節導向部4之角度。藉此，即便於供給部3具有傾斜之情形時，亦能夠使自導向部4之下方朝上方流動之氣流沿垂直方向接觸包含附導線之基板之板狀物10的下表面10A。
作為重量物回收部5及輕量物回收部6，能夠由通常可利用之排出轉子等構成，具體之構成並無特別限定。又，藉由利用由送風機2吹送之空氣使風速15 m/s以上之氣流接觸包含附導線之基板之板狀物10的下表面10A，能夠自電子、電氣機器零件屑中更有效率地風力篩選出包含附導線之基板之板狀物10。
根據圖1所示之風力篩選裝置及使用其之風力篩選方法，藉由具備導向部4，能夠使氣流效率良好地接觸作為篩選對象物之電子、電氣機器零件屑中之包含附導線之基板之板狀物10。藉此，能夠將空氣阻力根據迎風之方向而較大變化之包含附導線之基板之板狀物10更有效率地篩選至輕量物側（輕量物回收部6內）。
於圖6及圖7中示出如下兩種情形時之作為含有有價物之板狀物之基板及平板狀IC向重量物側之分配率之變化，上述兩種情形為：使用具備導向部4之風力篩選裝置（有導向）變更風速對電子、電氣機器零件屑進行風力篩選；及使用不具備導向部4之以往之風力篩選裝置（無導向）變更風速對電子、電氣機器零件屑進行風力篩選。
如圖6所示，於以風速15 m/s以上進行風力篩選處理之情形時，於不具備導向部4之風力篩選裝置中，約3成左右移動至重量物側，與此相對，於具備導向部4之風力篩選裝置中，能夠將移動至重量物側之板狀物之混入大幅減少至3%以下。於使用圖1之風力篩選裝置之情形時，藉由將風速設為16 m/s以上，能夠將混入至重量側之基板之比率進一步減少至1%以下，若為16.7 m/s以上，則可成為大致0%。
如圖7所示，於以風速15 m/s以上進行風力篩選之情形時，於不具備導向部4之風力篩選裝置中，約9成左右移動至重量側，與此相對，於具備導向部4之風力篩選裝置中，能夠將移動至重量物側之基板之混入大幅減少至3%以下。於使用圖1之風力篩選裝置之情形時，藉由將風速設為15.6 m/s以上，能夠將混入至重量側之包含附導線之基板之板狀物的比率進一步減少至1%以下，若為16.l m/s以上，則能夠成為大致0%。
IC由於部分使用鐵，故而有於磁力篩選中被分配至磁性物側之情況，由此，有可能於藉由磁力篩選來篩選Fe時，IC混入而使有價物之回收效率下降。藉由使用本發明之實施形態之風力篩選，能夠將平板狀之IC亦於磁力篩選前預先去除，因此能夠抑制磁力篩選中之有價物之回收效率之下降。一般而言，破碎處理後之IC多數情況下最大直徑小於基板，因此於使用圖1之具備導向部4之風力篩選裝置進行風力篩選之情形時，能夠將IC更多地回收至輕量物側，從而能夠抑制向重量物側之混入。根據本發明者等人之試驗，於不設置導向部4之情形時，IC向重量物之混入率為61%，與此相對，於設置導向部4之情形時，能夠將IC向重量物之混入率大幅減少至0.1%以下。
根據本發明之實施形態之電子、電氣機器零件屑之處理方法，於對電子、電氣機器零件屑進行磁力篩選之前，藉由風力篩選處理預先將使磁力篩選之篩選效率下降之電子、電氣機器零件屑中之基板，尤其是附導線之基板去除，藉此能夠抑制因附導線之基板混入至Fe屑、Al屑所導致之磁力篩選之篩選效率的下降，從而能夠減少有價金屬之損失。
進而，於想要在磁力篩選之後進行渦電流篩選以回收例如Al之情形時，由於基板中包含銅，導電性較高，故而若破碎粒度較大，則於渦電流篩選中與Al同樣被分配至排斥側。因此，有於磁力篩選中未被分配至磁性物側而混入至非磁性物側之基板於渦電流篩選中被分配至Al屑之情形。於本實施形態中，藉由在磁力篩選及渦電流篩選之處理之前事先進行風力篩選處理，不僅能夠減少磁力篩選中之基板損失，亦能夠減少渦電流篩選中之基板損失。因此，於在磁力篩選後具有進行渦電流篩選之物理篩選步驟之情形時，尤其是本實施形態之處理能夠更有利地發揮有價金屬損失之減少效果。
藉由磁力篩選被分配至磁性物中之基板較佳為5%以下，更佳為3%以下，進而較佳為1%以下。藉由儘可能地降低藉由磁力篩選被分配至磁性物中之基板之比率，能夠減少於其後進行渦電流篩選之情形時之基板損失。
如此，本發明並不限定於本實施形態，可於不脫離其主旨之範圍內改變構成要素使其具體化。又，藉由適當組合本實施形態中揭示之多個構成要素，能夠形成各種發明。例如，亦可適當自本實施形態所示之所有構成要素中刪除若干構成要素或者適當組合各構成要素。
1:擴散室 2:送風機 3:供給部 3A:末端 3a:振動構件 4:導向部 4a:基部 4b:突部 4c:空間 4d:調節機構 5:重量物回收部 6:輕量物回收部 7:排氣部 10:板狀物
[圖1]係表示適於回收本發明之實施形態之附導線之基板的風力篩選裝置之一例之剖視圖。 [圖2]係導向部周邊之風力篩選裝置之俯視圖。 [圖3]係自擴散室側觀察導向部之情形時之俯視圖。 [圖4]係導向部周邊之風力篩選裝置之側視圖。 [圖5]係導向部周邊之風力篩選裝置之側視圖。 [圖6]係表示使用具備導向部之風力篩選裝置（有導向）及不具備導向部之風力篩選裝置（無導向）時變更風速之情形時的附導線之基板向重量物側之分配率之變化的曲線圖。 [圖7]係表示使用具備導向部之風力篩選裝置（有導向）及不具備導向部之風力篩選裝置（無導向）時變更風速之情形時的平板狀IC向重量物側之分配率之變化的曲線圖。

Claims (5)

  1. 一種電子、電氣機器零件屑之處理方法，其對電子、電氣機器零件屑進行磁力篩選之步驟之前，具有利用風力篩選分離出上述電子、電氣機器零件屑所包含之附導線之基板之步驟，且使上述風力篩選之風速較可分離塑膠之風速大10~20%。
  2. 如請求項1之電子、電氣機器零件屑之處理方法，其中，以供給至進行上述磁力篩選之步驟之處理對象物中之上述附導線之基板成為10質量%以下的方式，分離出上述電子、電氣機器零件屑所包含之附導線之基板。
  3. 如請求項1或2之電子、電氣機器零件屑之處理方法，其中，使用剪切式破碎機或錘磨式破碎機對被上述風力篩選之前的上述電子、電氣機器零件屑進行破碎處理。
  4. 如請求項1或2之電子、電氣機器零件屑之處理方法，其中，於上述磁力篩選之後進行渦電流篩選。
  5. 如請求項3之電子、電氣機器零件屑之處理方法，其中，於上述磁力篩選之後進行渦電流篩選。
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