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技術 有価金属回収方法及び有価金属回収システム

出願人 太平洋セメント株式会社
発明者 竹本智典石田泰之
出願日 2014年10月30日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2014-222030
公開日 2016年5月23日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2016-089196
状態 特許登録済
技術分野 金属の製造または精製 固体廃棄物の処理 固体相互の分離 磁気分離
主要キーワード 円柱容器 上流プロセス 回転磁石体 形状選別 水冷処理 高比重物 搬送プロセス Cu含有率
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図面 (3)

課題

廃棄物中の金等の有価金属を効率的に回収できる有価金属回収方法及び有価金属回収システムを提供する。

解決手段

有価金属回収システム1は、原料廃棄物粉砕し、粉砕の結果得られる所定粒径分布を有するミル精粉と、所定粒径分布よりも大径側にある粒径分布を有する粗粉を含むミル排石とを選別するとともに、ミル精粉の所定粒径分布を調整するように粉砕及び選別を実行することにより、原料廃棄物における有価金属の含有率に対するミル排石における有価金属の含有率の比を、ミル排石における有価金属の含有率が原料廃棄物における有価金属の含有率よりも高くなるように調整する竪型ミル20を備える。

概要

背景

近年、セメント原料及び燃料の一部として、建設残土汚泥等の固形廃棄物を利用するために、固形廃棄物を粉砕し、粉砕された廃棄物をセメント原料及び燃料に適した大きさのものとそれ以外のものとに選別する竪型ミルと、竪型ミルよりも上流プロセスにおいて固形廃棄物から金属類分離除去する金属選別機とを備えるセメント製造装置が提案されている(例えば、特許文献1)。

概要

廃棄物中の金等の有価金属を効率的に回収できる有価金属回収方法及び有価金属回収システムを提供する。有価金属回収システム1は、原料廃棄物を粉砕し、粉砕の結果得られる所定粒径分布を有するミル精粉と、所定粒径分布よりも大径側にある粒径分布を有する粗粉を含むミル排石とを選別するとともに、ミル精粉の所定粒径分布を調整するように粉砕及び選別を実行することにより、原料廃棄物における有価金属の含有率に対するミル排石における有価金属の含有率の比を、ミル排石における有価金属の含有率が原料廃棄物における有価金属の含有率よりも高くなるように調整する竪型ミル20を備える。

目的

本発明は、廃棄物中の有価金属を効率的に回収できる有価金属回収方法及び有価金属回収システムを提供する

効果

実績

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請求項1

有価金属を含有する原料廃棄物予備処理する予備処理工程と、前記予備処理工程により予備処理された前記原料廃棄物を粉砕し、当該粉砕の結果得られる所定粒径分布を有するミル精粉と、前記所定粒径分布よりも大径側にある粒径分布を有する粗粉を含むミル排石とを選別する工程であって、前記ミル精粉の前記所定粒径分布を調整するように当該粉砕及び当該選別を実行することにより、前記原料廃棄物又は前記ミル精粉における有価金属の含有率に対する前記ミル排石における有価金属の含有率の比を第1指定値以上になるように調整する粉砕工程と、前記ミル排石を回収する回収工程とを備え、前記予備処理工程は、前記原料廃棄物の含水率を低下させる乾燥工程、前記原料廃棄物を所定値以下の粒径の原料廃棄物に粉砕する粗粉砕工程、前記原料廃棄物に対して磁力選別を行う磁力選別工程、及び、前記原料廃棄物に対して渦電流選別を行う渦電流選別工程のうち少なくとも1つの工程を含む、有価金属回収方法

請求項2

請求項1記載の有価金属回収方法において、前記回収工程は、前記ミル排石の一部であって、前記原料廃棄物における有価金属の含有率に対する前記ミル排石における有価金属の含有率の比が前記第1指定値より高い第2指定値以上である所定粒径範囲の粒径が含まれる前記ミル排石を回収することを特徴とする有価金属回収方法。

請求項3

請求項1又は2記載の有価金属回収方法において、前記原料廃棄物は都市ごみ焼却灰である有価金属回収方法。

請求項4

請求項1〜3のいずれか一項記載の有価金属回収方法において、前記有価金属は、金及び銀のうち少なくとも1つである有価金属回収方法。

請求項5

有価金属を含有する原料廃棄物を予備処理する予備処理システムと、前記予備処理システムにより調整された前記原料廃棄物を粉砕し、当該粉砕の結果得られる所定粒径分布を有するミル精粉と、前記所定粒径分布よりも大径側にある粒径分布を有する粗粉を含むミル排石とを選別するとともに、前記ミル精粉の前記所定粒径分布を調整するように当該粉砕及び当該選別を実行することにより、前記原料廃棄物又は前記ミル精粉における有価金属の含有率に対する前記ミル排石における有価金属の含有率の比を第1指定値以上になるように調整する竪型ミルとを備え、前記予備処理システムは、前記原料廃棄物の含水率を低下させる乾燥機、前記原料廃棄物を所定値以下の粒径の原料廃棄物に粉砕する粗粉砕機、前記原料廃棄物に対して磁力選別を行う磁力選別機、及び、前記原料廃棄物に対して渦電流選別を行う渦電流選別機のうち少なくとも1つを含む、有価金属回収システム

請求項6

請求項5記載の有価金属回収システムにおいて、前記ミル排石の一部であって、前記原料廃棄物における有価金属の含有率に対する前記ミル排石における有価金属の含有率の比が前記第1指定値より高い第2指定値以上である所定粒径範囲の粒径が含まれる前記ミル排石を回収する回収装置を備える有価金属回収システム。

技術分野

0001

本発明は、廃棄物中の有価金属回収する有価金属回収方法及び有価金属回収システムに関する。

背景技術

0002

近年、セメント原料及び燃料の一部として、建設残土汚泥等の固形廃棄物を利用するために、固形廃棄物を粉砕し、粉砕された廃棄物をセメント原料及び燃料に適した大きさのものとそれ以外のものとに選別する竪型ミルと、竪型ミルよりも上流プロセスにおいて固形廃棄物から金属類分離除去する金属選別機とを備えるセメント製造装置が提案されている(例えば、特許文献1)。

先行技術

0003

特開2013−28477号公報

発明が解決しようとする課題

0004

固形廃棄物、特に、都市ごみである焼却灰焼却飛灰及び溶融飛灰中には、有価金属、例えば、銅、亜鉛、金、銀、パラジウム白金等が含まれていることが知られている。

0005

しかしながら、特許文献1に記載されたセメント製造装置では、金属選別部により鉄、アルミニウムを固形廃棄物から回収し得るが、固体廃棄物において当該それ以外の金属、特に金等の有価金属は含有率が低く、また含有率に変動があるため、有価金属は回収されずに、セメント原料としてキルン投入される。

0006

そこで、本発明は、廃棄物中の有価金属を効率的に回収できる有価金属回収方法及び有価金属回収システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、以下の[1]〜[4]の有価金属回収方法、及び、[5]〜[6]の有価金属回収システムを提供する。
[1]有価金属を含有する原料廃棄物予備処理する予備処理工程と、前記予備処理工程により予備処理された前記原料廃棄物を粉砕し、当該粉砕の結果得られる所定粒径分布を有するミル精粉と、前記所定粒径分布よりも大径側にある粒径分布を有する粗粉を含むミル排石とを選別する工程であって、前記ミル精粉の前記所定粒径分布を調整するように当該粉砕及び当該選別を実行することにより、前記原料廃棄物又は前記ミル精粉における有価金属の含有率に対する前記ミル排石における有価金属の含有率の比を第1指定値以上になるように調整する粉砕工程と、前記ミル排石を回収する回収工程とを備え、前記予備処理工程は、前記原料廃棄物の含水率を低下させる乾燥工程、前記原料廃棄物を所定値以下の粒径の原料廃棄物に粉砕する粗粉砕工程、前記原料廃棄物に対して磁力選別を行う磁力選別工程、及び、前記原料廃棄物に対して渦電流選別を行う渦電流選別工程のうち少なくとも1つの工程を含む、有価金属回収方法。
[2][1]記載の有価金属回収方法において、前記回収工程は、前記ミル排石の一部であって、前記原料廃棄物における有価金属の含有率に対する前記ミル排石における有価金属の含有率の比が前記第1指定値より高い第2指定値以上である所定粒径範囲の粒径が含まれる前記ミル排石を回収することを特徴とする有価金属回収方法。
[3][1]又は[2]記載の有価金属回収方法において、前記原料廃棄物は都市ごみ焼却灰である有価金属回収方法。
[4][1]〜[3]のいずれかに記載の有価金属回収方法において、前記有価金属は、金及び銀のうち少なくとも1つである有価金属回収方法。
[5]有価金属を含有する原料廃棄物を予備処理する予備処理システムと、前記予備処理システムにより調整された前記原料廃棄物を粉砕し、当該粉砕の結果得られる所定粒径分布を有するミル精粉と、前記所定粒径分布よりも大径側にある粒径分布を有する粗粉を含むミル排石とを選別するとともに、前記ミル精粉の前記所定粒径分布を調整するように当該粉砕及び当該選別を実行することにより、前記原料廃棄物又は前記ミル精粉における有価金属の含有率に対する前記ミル排石における有価金属の含有率の比を第1指定値以上になるように調整する竪型ミルとを備え、前記予備処理システムは、前記原料廃棄物の含水率を低下させる乾燥機、前記原料廃棄物を所定値以下の粒径の原料廃棄物に粉砕する粗粉砕機、前記原料廃棄物に対して磁力選別を行う磁力選別機、及び、前記原料廃棄物に対して渦電流選別を行う渦電流選別機のうち少なくとも1つを含む、有価金属回収システム。
[6][5]記載の有価金属回収システムにおいて、前記ミル排石の一部であって、前記原料廃棄物における有価金属の含有率に対する前記ミル排石における有価金属の含有率の比が前記第1指定値より高い第2指定値以上である所定粒径範囲の粒径が含まれる前記ミル排石を回収する回収装置を備える有価金属回収システム。

発明の効果

0008

本発明の有価金属回収方法及び有価金属回収システムによれば、ミル排石における金等の有価金属の含有率を高め、ミル排石を回収することにより廃棄物中の金等の有価金属を効率的に回収できる。また、得られたミル排石には有価金属が高含有率で含まれているので、製錬原料として極めて有用である。

図面の簡単な説明

0009

本発明の実施形態の有価金属回収システムを模式的に示す図。
本発明の実施形態に有価金属回収システムの竪型ミルを示す図。

実施例

0010

[有価金属回収システム]
図1に示されるように、本実施形態の有価金属回収システム1は、乾燥機10、磁力選別機12,12’、篩分機14,14’,14”、粉砕機16、及び、渦電流選別機18から構成される予備処理システムと、竪型ローラーミル20(以下、「竪型ミル」という。)とを備える。尚、竪型ミル20は、種々のタイプが販売されており形式は問わない。竪型ミル20の例示的態様を、図2に示す。

0011

有価金属回収システム1の原料である原料廃棄物は、有価金属、例えば、銅、亜鉛、金、銀、パラジウム、白金等が含まれている廃棄物をいうが、特に、金、銀、パラジウム、白金等が含まれている都市ごみ焼却灰(例えば、掘り起こした焼却灰等を含む)が好ましい。尚、本明細書において、有価金属とは、鉄及びアルミニウム以外の金属、例えば、銅、亜鉛、金、銀、パラジウム、白金をいう。

0012

予備処理システムは、竪型ミル20に供給される原料廃棄物を予備処理するものである。具体的には、予備処理システムは、有価金属を含有する原料廃棄物の含水率を好ましくは5[wt%]以下、最大粒径を好ましくは40[mm]以下、より好ましくは20[mm]以下に調整した所望粒径分布を有するミル精粉を形成し得るように、竪型ミル20の操業条件が調整される。

0013

乾燥機10は、廃棄物を乾燥し、竪型ミル20の操業条件に適合する所定含水率の原料廃棄物を形成する装置である。特に、都市ごみ焼却灰等を利用する場合、清掃工場での焼却灰等に対する水冷処理により金属屑に灰分が付着した形態であるため、廃棄物を乾燥させることにより、磁力選別機12,12’、篩分機14,14’,14”、及び、渦電流選別機18における選別が容易になる。

0014

尚、廃棄物の含水率が所望粒径分布を有するミル精粉を形成し得る竪型ミル20の操業条件に適合する場合、予備処理システム内に乾燥機10を設けることは必ずしも必要ない。

0015

磁力選別機12,12’は、鉄等の磁性金属を廃棄物から選別する装置である。廃棄物、特に都市ごみ焼却灰等には、数十[mm]〜数百[mm]の金属屑を含んでいる場合があるので、竪型ミル20の安定操業及び後工程で回収されるミル排石中の銅、亜鉛、及び貴金属の含有率を高めるために、原料廃棄物が原料として竪型ミル20に供給される前に鉄等の汎用金属を廃棄物から選別除去する必要がある。

0016

篩分機14,14’,14”は、篩分機に供給された原料廃棄物を所定粒径以下の廃棄物と、当該所定粒径を超える粒径の廃棄物とに選別する装置である。図1に示されるように、篩分機14と篩分機14’とがプロセスにおいて直列に設置されている。予備処理システムにおいてより多くの原料を形成するために、プロセス上流の篩分機14で選別された所定粒径を超える廃棄物を後述する粉砕機16に供給し、粉砕機16によって所定粒径以下に粉砕された廃棄物をプロセス下流の篩分機14’により回収するためである。

0017

尚、篩分機14”は、磁力選別機12’により廃棄物から選別された鉄等の磁性金属に対して、所定粒径以下の磁性金属に付着した磁性金属ではない粒子を竪型ミル20に回収するために設けられた装置である。回収されるミル排石中の有価金属の含有率の低下を招く場合は、予備処理システム内に篩分機14”を設けることは必ずしも必要ない。

0018

粉砕機16は、原料廃棄物を粗粉砕し、竪型ミル20の操業条件に適合する所定粒径の原料廃棄物を形成する装置である。

0019

渦電流選別機18は、渦電流に基づく反発力差を利用し、アルミニウムを廃棄物から選別する装置である。例えば、コンベヤベルトの先端側に設けられた回転磁石体移動磁界電磁誘導作用を受けて内部に生じる誘導電流と移動磁界との相互作用によって、コンベヤベルトの先端側に搬送された金属類廃棄物に回転磁石体の回転方向推力を与え、コンベヤベルトの表面からこの推力と非鉄金属類に作用する重力との合成力の方向に非鉄金属類を飛び出させるように構成されたものがある。

0020

尚、渦電流選別機18は、後述する竪型ミル20のプロセス上流に設けることは必ずしも必要ではなく、竪型ミル20のプロセス下流、または、竪型ミル20のプロセス上流及びプロセス下流に設けてもよい。

0021

竪型ミル20は、予備処理システムにより予備処理された原料廃棄物に対する粉砕、乾燥、及び、微粉と粗粉の分級により、微粉である所定粒径分布のミル精粉と、所定粒径分布よりも大径側にある粒径分布を有する粗粉を含むミル排石とに選別する装置である。

0022

ここで、「(ミル精粉の)所定粒径分布よりも大径側にある(粗粉の)粒径分布」とは、ミル精粉と粗粉の粒径分布において、2つの分布で重なり合う部分の有無は問わないが、粗粉の粒径分布がミル精粉の粒径分布よりも大径側に位置することを意味する。

0023

ミル精粉の粒径分布を決定するために、予め竪型ミル20の操業可能な範囲で操業条件(粉砕量[t/H]、分級回転数[rpm]、通風量[m3/min]、竪型ミル内の温度分布ダムリングの高さ等)を変化させ、ミル精粉の粒径分布とミル排石における金等の有価金属の含有率を測定する。そして、測定結果に基づいて、竪型ミル20の操業条件と、竪型ミル20により選別されるミル精粉の粒径分布と、ミル排石中の有価金属の含有率との関係を決定する。

0024

当該関係に基づいて、竪型ミル20により選別されるミル精粉の粒径分布は、竪型ミル20の所定操業条件の下、原料廃棄物における有価金属の含有率に対するミル排石における有価金属の含有率の比が、第1指定値(「第1指定値」は、原料廃棄物における有価金属の含有率に対するミル排石における有価金属の含有率の比で表された値であり、例えば、原料廃棄物におけるCu含有率に対するミル排石中におけるCu含有率の比が10倍、原料廃棄物におけるAu含有率に対するミル排石におけるAu含有率の比が10倍、原料廃棄物におけるAg含有率に対するミル排石におけるAg含有率の比が5倍等をいう。)より高い値になるように、JIS Z 8801に規定するJISによる90[μm]残分が5〜50[質量%]になるような粒径分布に調整される。尚、第1指定値について、当該関係に基づいて、竪型ミル20の操業条件の変更可能な範囲内の数値に適宜選択し得る。

0025

尚、第1指定値として、原料廃棄物における有価金属の含有率に対するミル排石における有価金属の含有率の比に代えて、ミル精粉における有価金属の含有率に対するミル排石における有価金属の含有率の比(例えば、ミル精粉におけるCu含有率に対するミル排石中におけるCu含有率の比が20倍、ミル精粉におけるAu含有率に対するミル排石におけるAu含有率の比が20倍、ミル精粉におけるAg含有率に対するミル排石におけるAg含有率の比が10倍等)を用いてもよい。

0026

また、ミル精粉の粒径分布はこれに限定されず、第1指定値に応じて適宜選択してもよく、例えば平均粒径(D50)が所定値以下である粒径分布等を用いてもよい。

0027

尚、第1指定値は、原料廃棄物の投入量に対するミル排石の排出量を目安として調整することもできる。ミル排石における銅、金、銀等の有価金属の含有率、あるいは、原料廃棄物の投入量に対する有価金属の回収率の観点から、原料廃棄物の投入量に対するミル排石の排出量が0.5〜5[%]が好ましく、1〜3[%]がより好ましい。

0028

竪型ミル20は、図2に示されるように、筒状の本体部22を備え、その内部に原料廃棄物を粉砕するための粉砕部24が設けられている。本体部22の側方には、縦方向に延びる原料供給路26が設けられており、原料廃棄物が原料供給路26を通って本体部22内に供給されるように構成されている。

0029

粉砕部24は、本体部22内の底部にあり、図示しない電動機を駆動源として鉛直軸周りに回転するテーブル28Bと、その上面で転がる複数の粉砕ローラ28Aとを有する。本体部22内に供給された原料はテーブル28B上に供給され、テーブル28B上で回転しながら粉砕ローラ28Aによって粉砕される。

0030

また、テーブル28Bの周縁部には、一定の厚みを有する円環状のダムリング29が設けられている。ダムリング29は、適正な厚さの原料の粉体層をテーブル28B上に形成することにより、竪型ミル20の振動を抑制し、粉砕効率を制御する。

0031

本体部22の底部側面にはガス導入口30が設けられており、ガス導入口30から高温ガス(例えば300℃)が本体部22内に導入されるように構成されている。導入されたガスは本体部22内で上昇ガス流32となり、上昇ガス流32によって、粉砕された原料の粉体が上方に飛ばされる。

0032

本体部22内の上部には、形状選別を行う分級機34が設けられている。分級機34は、遠心分離原理を利用して、上昇ガス流32によって運ばれた粉体を微粉と粗粉に分級する。そして、所定粒径以下の微粉は、ミル精粉としてガスとともに本体部22上部の排出口36から外部に排出され、所定粒径を超える粗粉は、再度粉砕するために粉砕部24に供給される。

0033

テーブル28Bの周囲には排石用の開口部38が設けられている。上昇ガス流32に乗ることができない比較的大きな粗粒や塊、高比重物など(金属類を含んでいる)は、テーブル28Bのダムリング29を超えて開口部38に落下する。開口部38に落下した粗粒はミル排石として、図示しないベルトコンベアによって外部に搬送される。

0034

竪型ミル20から外部に搬送されるミル排石の搬送プロセスにおいて、図示しない篩分機を、当該ミル排石から所定粒径範囲のミル排石を選別して回収する回収装置として設けてもよい。回収装置によって所定粒径範囲のミル排石を選別して回収することによって、第1指定値として指定した原料廃棄物における有価金属の含有率に対するミル排石における有価金属の含有率の比より大きな値を第2指定値として選定し、第2指定値に対応する有価金属が高含有率のミル排石を回収し得るからである。

0035

発明者等は、予め竪型ミル20の操業可能な範囲で操業条件を変化させ、ミル排石における金等の有価金属の含有率をミル排石の粒径範囲毎に測定した結果、竪型ミル20の操業条件と、ミル排石の粒径範囲と、ミル排石の粒径範囲に対する有価金属の含有率との間に、粒径が小径になるに従いミル排石における有価金属の含有率が向上するという関係があるという知見を得た。

0036

当該関係に基づいて、回収装置により回収されるミル排石の篩分けを行い、竪型ミル20の所定操業条件の下、例えば、原料廃棄物又はミル精粉における有価金属含有率に対するミル排石における有価金属含有率の比が、第2指定値(「第2指定値」は、原料廃棄物又はミル精粉における有価金属含有率に対するミル排石における有価金属含有率の比で表された、第1指定値よりも大きな値であり、例えば、原料廃棄物におけるCu含有率に対するミル排石におけるCu含有率の比が20倍、原料廃棄物におけるAu含有率に対するミル排石におけるAu含有率の比が20倍、原料廃棄物におけるAg含有率に対するミル排石におけるAg含有率の比が10倍、ミル精粉におけるCu含有率に対するミル排石におけるCu含有率に比が40倍、ミル精粉におけるAu含有率に対するミル排石におけるAu含有率の比が40倍、ミル精粉におけるAg含有率に対するミル排石におけるAg含有率の比が20倍をいう。)より高い値になるように、ミル排石の粒径を調整する。例えば、JIS Z 8801に規定するJIS篩により、好ましくは10[mm]を通過するミル排石、より好ましくは5[mm]を通過するミル排石を回収する。

0037

尚、本実施形態の有価金属回収システム1では、乾燥機10、磁力選別機12,12’、篩分機14,14’,14”、粉砕機16、及び、渦電流選別機18から構成される予備処理システムを図1に示した。しかしながら、原料廃棄物の水分濃度、粒径等が、所望粒径分布を有するミル精粉を形成し得る竪型ミル20の操業条件に適合すれば、予備処理システムの構成はこれに限定されるものではない。

0038

[有価金属回収方法]
図1の有価金属回収システムを用いて、本実施形態の有価金属を含有する原料廃棄物、特に都市ごみである焼却灰から金等の有価金属を回収する方法を説明する。

0039

本方法は、有価金属を含有する原料廃棄物を予備処理する予備処理工程と、予備処理工程により予備処理された原料廃棄物を粉砕し、所定粒径分布のミル精粉とミル精粉以外のミル排石とに選別する粉砕工程と、有価金属の含有率を高めたミル排石を回収する回収工程とを備える。

0040

(予備処理工程)
まず、原料廃棄物の含水率を低下させるために、原料廃棄物を乾燥する(乾燥工程)。廃棄物を乾燥し、竪型ミル20の操業条件に適合する所定水分濃度の原料廃棄物を形成するためである。また、原料廃棄物を乾燥させることにより、磁力選別機12,12’、篩分機14,14’,14”、及び、渦電流選別機18における選別を容易化するためである。

0041

尚、廃棄物の含水率が所望粒径分布を有するミル精粉を形成し得る竪型ミル20の操業条件に適合する場合、予備処理工程に当該乾燥工程を設けることは必ずしも必要ない。

0042

次に、乾燥工程により乾燥させた原料廃棄物を、磁力選別機12により鉄等の磁性金属を廃棄物から選別する(第1磁力選別工程)。竪型ミル20に供給される原料廃棄物中に鉄等の磁性金属(例えば、鉄屑等)が含まれている場合、竪型ミル20の安定操業を困難化し、また、回収されるミル排石中の有価金属の含有率低下を招く可能性があるからである。

0043

次に、第1磁力選別工程により鉄等の磁性金属が廃棄物から選別除去された原料廃棄物を、篩分機14より、所定粒径以下の廃棄物と、当該所定粒径を超える粒径の廃棄物とに選別した後、所定粒径を超える粒径の廃棄物を粗粉砕する。そして、粗粉砕された廃棄物は篩分機14より選別された所定粒径以下の廃棄物中に供給され、篩分機14’より、所定粒径以下の廃棄物と、当該所定粒径を超える粒径の廃棄物とに選別する(粗粉砕工程)。

0044

所定粒径以上の粒径の廃棄物がプロセスから選別除去されることにより、所望粒径分布を有するミル精粉を形成し得る竪型ミル20の操業条件に適合させるためである。従って、廃棄物の粒径分布が所望粒径分布を有するミル精粉を形成し得る竪型ミル20の操業条件に適合する場合、予備処理工程に当該粗粉砕工程を設けることは必ずしも必要ない。

0045

尚、図1に示されるように、本実施形態では、粗粉砕工程において、篩分機14’により選別除去された当該所定粒径を超える粒径の廃棄物は、便宜上、非磁性金属として回収する。

0046

次に、粗粉砕工程より粗粉砕された所定粒径以下の原料廃棄物を、磁力選別機12’により鉄等の磁性金属を廃棄物から選別する(第2磁力選別工程)。粗粉砕工程により粗粉砕された廃棄物から、鉄等の磁性金属を効率良く回収できる。図1に示されるように、本実施形態では、第1磁力選別工程及び第2磁力選別工程により回収された鉄屑等の廃棄物は、磁性金属として回収される。

0047

尚、第2磁力選別工程において、廃棄物から選別された鉄等の磁性金属に対して、所定粒径以下の磁性金属を竪型ミル20に回収し、磁性金属に付着した磁性金属ではない原料廃棄物の数量を増やしてもよい。

0048

次に、第2磁力選別工程により磁性金属が選別除去された原料廃棄物を、渦電流選別機18により、アルミニウムを選別する(渦電流選別工程)。渦電流選別工程により選別されたアルミニウムは非磁性金属として回収される。そして、渦電流選別工程によりアルミニウムが選別除去された原料廃棄物は竪型ミル20に供給される。尚、予備処理工程に当該渦電流選別工程を設けることは必ずしも必要ではなく、後述する粉砕工程の後工程として渦電流選別工程を設けてもよい。

0049

以上、本実施形態の予備処理工程により予備処理された原料廃棄物は、低含水率の粉体であるので取扱いが容易であり、セメント原料とするために予め石灰石等の他の原料と調合してから粉砕工程に供してもよい。

0050

以上、本実施形態の予備処理工程において、乾燥工程、第1磁力選別工程、第2磁力選別工程、粗粉砕工程、及び、渦電流選別工程により、所望粒径分布を有するミル精粉を形成し得る竪型ミル20の操業条件に適合させた原料廃棄物となるように予備処理した。しかしながら、原料廃棄物の含水率、粒径等が、所望粒径分布を有するミル精粉を形成し得る竪型ミル20の操業条件に適合すれば、適宜各工程の順序採否を選択でき、予備処理工程の構成はこれに限定されるものではない。

0051

(粉砕工程)
次に、竪型ミル20を用いて、予備処理工程により予備処理された原料廃棄物を粉砕し、粉砕の結果得られる所定粒径分布を有するミル精粉と、当該所定粒径分布の上限値よりも粒径が大きい粗粉を含むミル排石とに選別する(粉砕工程)。

0052

ミル精粉は、セメント原料として有用である。本実施形態では、第1磁力選別工程、第2磁力選別工程で磁性ステンレスが分離され、さらに粉砕工程で非磁性のステンレスもミル排石として分離されるので、セメント中有害物質である六価クロムを生成し得るCr含有率が低減されたセメント原料を得ることができる。

0053

(回収工程)
そして、有価金属、特に、銅、亜鉛、銀、及び、金の含有率を高めたミル排石を回収する(回収工程)。原料廃棄物において、金等の有価金属の含有率は低く、含有率の変動も大きいが、ミル排石中における金等の有価金属の含有率を高めたミル排石を回収することにより、原料廃棄物中の金等の有価金属を効率的に回収でき、製錬原料として用いることができる。

0054

ミル排石は、さらに磁力選別工程、渦電流選別(図示せず)を行って、銅、亜鉛、銀、及び、金の含有率を高めてもよい。とくに、磁力選別は、非磁性のステンレスは竪型ミル20で衝撃が加わることで変形して磁性を帯びる傾向があり、当該ステンレスを選別除去することにより、ミル排石中の銅、亜鉛、銀、及び、金の含有率を高めることができる。

0055

ミル排石中の銅、亜鉛、銀、及び、金の含有率が所望の値とならなかった場合は、再度原料廃棄物として、又は、予備処理された原料廃棄物として、竪型ミル20に投入し、原料廃棄物とともに粉砕する。

0056

以下、図1の有価金属回収システムを用い、原料廃棄物である都市ごみ焼却灰に対して有価金属回収方法を実施した実施例を説明する。

0057

予備処理システムにおいて、市販されている乾燥機、磁力選別機、渦電流選別機、粗粉砕機、及び、篩分機を用いた。また、JIS篩による90[μm]残分が5〜50[質量%]のミル精粉を形成できる、テーブル径1800[mm]のテーブルと、平均ローラ径1120[mm]の3個の粉砕ローラとを備える竪型ミルを用いた。

0058

原料廃棄物は乾燥機により5[wt%]以下に乾燥した。また、原料廃棄物は磁力選別機により予め磁性金属を除去してから、粗粉砕機により最大粒径20[mm]以下になるように粗粉砕した。粒径が20[mm]以下に粗粉砕されなかったもの、及び粒径が20[mm]以下であっても磁力選別されずに渦電流選別されたものを非磁性金属として回収した。

0059

また、磁力選別されたことによって渦電流選別されなかったものに対して篩分機により、5[mm]を超える鉄等を磁性金属として回収した。そして、磁性金属及び非磁性金属が選別除去された原料廃棄物を竪型ミルに供給した。

0060

竪型ミルの運転条件は、粉砕量14〜22[t/H]、分級機回転数700〜730[rpm]、熱風の通風量1000〜1200[m3/min]であった。

0061

表1及び表2に、上記運転条件の下で、有価金属回収システムを用いて有価金属回収方法を実施した結果を示す。尚、各金属の含有率は、無水ベースのものであり、各金属元素について測定したものである(Fe:JISM8212,Al:JIS M 8220,Cu:JIS M8121,Zn:JIS M 8124,Au及びAg:JIS M 8111)。

0062

表1は、有価金属回収システムを1日間もしくは3日間運転して得られたミル排石中の金属(鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、金、銀)の含有率を示したものである。尚、ケイ素カルシウム等については、表1に記載しなかった。表2は、実施例6により得られた非磁性金属と、磁性金属と、ミル排石と、ミル精粉の金属含有率を示したものである。尚、焼却灰の金属含有率は、非磁性金属と、磁性金属と、ミル排石と、ミル精粉(90[μm]残分33[質量%])の金属含有率から逆算して求めた。

0063

0064

0065

表3は、実施例6における金属の分配を示したものである。さらに、実施例6及び実施例7で得られたミル排石を約3[kg]分取し、粒径ごとに篩分けし、直径20[cm]の円柱容器内でネオジム棒磁石にて20分間磁力選別を行った。その結果得られた、粒径により分類した粒群毎の磁性物非磁性物の金属含有率を表4に示した。尚、表4において、重量%で表された磁性物及び非磁性物は、小数点以下1桁を四捨五入した値を示している。

0066

0067

0068

表1に示されるように、ミル排石において、銅、亜鉛の含有率は、一般的な天然鉱石と比較して、2〜10倍であり、また、金、銀の含有率は10倍以上となった。さらに、表2に示されるように、銅、亜鉛、金、銀のミル排石中の含有率が焼却灰の10倍以上になり、特に、ミル排石における金、銀の含有率[g/t]が、顕著に高いことがわかる。また、表3に示されるように、特に金の回収率が高く、銅、亜鉛、銀の回収率も高いことがわかる。

0069

従って、原料廃棄物において金等の有価金属の含有率は非常に低く、含有率の変動も大きいが、ミル排石中における金等の有価金属の含有率は顕著に高められ、銅、亜鉛、金、銀の製錬用原料として、ミル排石が有用であることがわかる。また、ミル排石を回収することにより、これまで回収されていなかった廃棄物中の金等の有価金属を効率的に回収でき、資源リサイクルに大きく貢献することができる。

0070

さらに、表4に示されるように、粒度が細かいミル排石を選別することにより、銅、亜鉛、金、銀のミル排石における含有率が高くなることがわかる。また、ミル排石から非磁性物を回収することにより、銅、亜鉛、金、銀のミル排石における含有率が高くなることがわかる。

0071

1…有価金属回収システム1、10…乾燥機、12,12’…磁力選別機、14,14’,14”…篩分機、16…粉砕機、18…渦電流選別機18、20…竪型ローラーミル(竪型ミル)、22…本体部、24…粉砕部、26…原料供給路、28A…粉砕ローラ、28B…テーブル、29…ダムリング、30…ガス導入口、32…上昇ガス流、34…分級機、36…排出口、38…開口部。

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