JP2006150294A - シュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、シュレッダーダストを有効に再利用することが可能なシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 上記課題を解決するため、本発明のシュレッダーダストのリサイクル方法は、
廃自動車や廃家電等から生じる、金属片・プラスチック片・可燃物片を含むシュレッダーダストのリサイクル方法であって、
シュレッダーダストに含まれる金属片を選別する金属選別工程と、
金属選別工程により金属片が除かれたシュレッダーダストを加熱して、プラスチック片に含まれる塩化ビニル系プラスチックの脱塩素処理を行う脱塩素工程と、
脱塩素工程を経たシュレッダーダストを加圧成形して廃プラスチック固形燃料を得る廃プラスチック固形燃料成形工程と、
を備えることを特徴とする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、廃自動車等から生じるシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置に関する。

シュレッダーダストとは、工業用シュレッダーで廃自動車や廃家電を破砕した後、金属材等が回収されて残されるプラスチックや可燃物（布や紙等）などの破片混合物のことをいう。中でも、廃自動車から生じる自動車シュレッダーダスト（ASR: automobile shredder residue）は車重量の約20％の割合で発生し、その発生量は年間約100万tにのぼる。このようなシュレッダーダストは、環境汚染の可能性が高く、管理型処分場に埋め立て処分することが義務付けられているが処分場不足等の問題が深刻化しており、リサイクル技術の確立が急務となっている。

特開２００４−８９０号公報

しかしながら、シュレッダーダストは、様々な種類の破片が混在していることから再利用が大変困難であり、有効なリサイクル技術が存在しないのが現状である。例えば、上記特許文献１では、シュレッダーダストに含まれる微細な金属片を選別する技術が開示されているが、残された大量のプラスチックや可燃物については結局埋め立て処分を行わざるを得ず、処分場不足の問題を解決するに至っていない。特に、近年はシュレッダーダストの焼却が禁止の流れにあるので、焼却されずに嵩張ったプラスチックや可燃物は処分場不足の問題をさらに深刻なものとする。

本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、シュレッダーダストを有効に再利用することが可能なシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置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・発明の効果

上記課題を解決するため、本発明のシュレッダーダストのリサイクル方法は、
廃自動車や廃家電等から生じる、金属片・プラスチック片・可燃物片を含むシュレッダーダストのリサイクル方法であって、
シュレッダーダストに含まれる金属片を選別する金属選別工程と、
金属選別工程により金属片が除かれたシュレッダーダストを加熱して、プラスチック片に含まれる塩化ビニル系プラスチックの脱塩素処理を行う脱塩素工程と、
脱塩素工程を経たシュレッダーダストを加圧成形して廃プラスチック固形燃料を得る廃プラスチック固形燃料成形工程と、
を備えることを特徴とする。

また、かかる方法を実現するため、本発明のシュレッダーダストのリサイクル装置は、
廃自動車や廃家電等から生じる、金属片・プラスチック片・可燃物片を含むシュレッダーダストのリサイクル装置であって、
シュレッダーダストに含まれる金属片を選別する金属選別手段と、
金属選別手段により金属片が除かれたシュレッダーダストを加熱して、プラスチック片に含まれる塩化ビニル系プラスチックの脱塩素処理を行う脱塩素手段と、
脱塩素手段を経たシュレッダーダストを加圧成形して廃プラスチック固形燃料を得る廃プラスチック固形燃料成形手段と、
を備えることを特徴とする。

上記本発明によると、金属片・プラスチック片・可燃物片を含むシュレッダーダストについて、金属片を取り除いた後、脱塩素処理を施して廃プラスチック固形燃料を成形する。このような一連の処理によって、シュレッダーダストについて、金属片を再利用に供するとともに、残りのプラスチック片及び可燃物片も廃プラスチック固形燃料として再利用に供することができる。すなわち、シュレッダーダストを構成する成分のほぼ全部を有効に再利用することができるのである。また、脱塩素処理が行われるため、廃プラスチック固形燃料に塩化ビニル系プラスチックが含まれることを防止できる。

次に、本発明のシュレッダーダストのリサイクル方法（リサイクル装置）は、脱塩素工程（脱塩素手段）において加熱とともにシュレッダーダストを圧縮するようにすることができる。これによって、金属片が除かれたシュレッダーダストが圧縮されて、以後の工程の円滑化が図れるとともに装置の肥大化を防止できる。

次に、本発明のシュレッダーダストのリサイクル方法（リサイクル装置）は、廃プラスチック固形燃料成形工程（手段）に至る前に、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片及び可燃物片が所望の発熱量に対応する割合となるように、不足する量のプラスチック片又は可燃物片を別途加える発熱量調整工程（手段）を備えるようにすることができる。これによって、均質な廃プラスチック固形燃料が得られることとなる。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、第一実施形態に係るシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置の全体の構成を概略的に示している。図１に示すリサイクル装置１は、廃自動車や廃家電等から生じるシュレッダーダストをリサイクルするものであって、主に金属選別手段８，比重差分別手段３，廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）成形手段４，人口砕石成形手段５により構成される。なお、金属選別手段８については、最終部分の静電選別処理部２のみを図示しており、その他の構成に関する説明は後述する。シュレッダーダストには、自動車シュレッダーダスト（ＡＳＲ）の場合の代表例として、重量比で金属片が１０％程度，プラスチック片が４０％程度，布や紙等の可燃物片が５０％程度含まれる。

かかるリサイクル装置１を用いたシュレッダーダストのリサイクル方法の概略を図１の全体図及び図２のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは概略のみを説明し、それぞれの詳細については後述する。まず、金属選別手段８（金属選別工程：Ｓ１）において、シュレッダーダストから金属片を分離する。ここで分離された金属片は再利用に供される。また、ここで金属片を分別するのは、後に得られる廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）に含まれるのを防止するという意義もある。一方、金属片が除かれたシュレッダーダスト（プラスチック片及び可燃物片）は、コンベアＢ１により運搬され、比重差分別手段３（比重差分別工程：Ｓ２）において比重差を利用してプラスチック片と可燃物片とに分離される。その後、分離されたプラスチック片と可燃物片は、コンベアＢ２・Ｂ３によりそれぞれ運搬され、廃プラスチック固形燃料成形手段４（廃プラスチック固形燃料成形工程：Ｓ３ａ）において調合手段４１により所望の発熱量（例えば、6000〜7000 kcal/kg程度：石炭相当）に対応する割合となるように調合され、加圧成形手段４２により加圧成形されて、ペレット状の廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ：Refuse
Papaer ＆ Plastic Fuel）が得られる。

また、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片に、塩化ビニル系プラスチック片が含まれている場合には、上記のＲＰＦに混ぜてしまうとダイオキシン等が発生して有害であるため、帯電の失われやすさが他のプラスチック片と異なることを利用して、金属選別手段８（金属選別工程：Ｓ１）の静電選別処理部２において金属片の分別と平行して分別を行う。そして、分別された塩化ビニル系プラスチック片は、コンベアＢ４により運搬され、人口砕石成形手段５（人口砕石成形工程：Ｓ３ｂ）において、焼却灰及び繊維物等が配合され、押出成形手段により押出成形され、得られた塊を破砕手段により破砕することで人口砕石が得られる。

また、上記のように、比重差分別手段３（比重差分別工程：Ｓ２）で分離されたプラスチック片及び可燃物片は、ＲＰＦ成形手段４（ＲＰＦ成形工程：Ｓ３ａ）の調合手段４１により調合されるが、ここで所望の発熱量（例えば、6000〜7000 kcal/kg程度：石炭相当）に対応する割合にしようとすると、プラスチック片の方が余剰な場合がある。すなわち、一般にプラスチックにはＲＰＦの発熱量を上昇させる作用が強いため、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片と可燃物片を全て混ぜ合わせるとすると所望の発熱量を超過してしまうことがあり、その場合には調合に際してプラスチックの量を減らす必要がある。そこで、ＲＰＦの形成に寄与しない余剰のプラスチック片を、コンベアＢ４により運搬し、人口砕石成形手段５（人口砕石成形工程：Ｓ３ｂ）において、焼却灰及び繊維物等を配合して、押出成形手段により押出成形し、得られた塊を破砕手段により破砕することで人口砕石を得ることができる。

以上の構成により、リサイクル装置１は、シュレッダーダストを廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）及び人口砕石として有効に再利用することができる。すなわち、金属片を取り除いたシュレッダーダストからＲＰＦを得るとともに、余剰のプラスチック片から人口砕石を得ることで、シュレッダーダストの構成物全てを再利用することができるのである。また、燃焼させると有害な塩化ビニル系プラスチック片については、別途分別して人口砕石にすることで、有害物の含まないＲＰＦを得ることができる。

また、それとは逆に、ＲＰＦ成形手段４に至る前に、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片及び可燃物片が所望の発熱量に対応する割合となるように、不足する量のプラスチック片又は可燃物片を別途加えるようにして、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片及び可燃物片を全てＲＰＦとすることもできる。

（１）金属選別工程
図４に、金属選別手段８（金属選別工程Ｓ１）の説明図を示す。シュレッダーダストは、タイヤ・ガラス・エンジン・バッテリー等が取り外された廃自動車を工業用シュレッダーで破砕した後に金属材等の比較的大きな部材を取り除いて得られる残渣であり、上記したように金属片・プラスチック片・可燃物片が混在している。かかるシュレッダーダストから金属片を取り除くために金属選別手段８は以下の構成を有する。

金属選別手段８は、磁気選別処理部・ステンレス選別処理部・非鉄金属選別処理部及び静電選別処理部の１種又は２種以上を組み合わせて金属片を選別する。例えば図４に示すように、まず磁気選別処理部・ステンレス選別処理部・非鉄金属選別処理部がこの順に配置される。これらは公知の選別機を用いることができる。すなわち、磁気選別処理部では磁力を利用して鉄分を選別分離する。ステンレス選別処理部及び非鉄金属選別部では、永久磁石を回転させることにより金属片に発生する渦電流の働きを利用してステンレス及び非鉄金属（主にアルミ）を選別分離する。なお、ステンレス選別処理部及び非鉄金属選別部は選別時の磁場強度が異なる。

また、磁気選別処理部の上流には、土砂等の不燃物を分離することができるトロンメル（図示せず）が設けられている。さらに、磁気選別処理部・ステンレス選別処理部・非鉄金属選別処理部により選別された金属片には可燃物が纏わりついていることが多いので、エアを吹き付けてその可燃物を除去する風力選別機（図示せず）をそれぞれに設けている。除去された可燃物はシュレッダーダストに戻される。なお、上記した形態に限らず、種々の選別機を組み合わせることが可能である。

次に、金属選別手段８は、一体となっている金属片とプラスチック片を分離させる剥離処理部を有している。シュレッダーダストには金属片とプラスチック片とが一体となった一体物、すなわち表面がプラスチックで覆われた被覆銅線などが多く含まれるが、このような被覆銅線は上記の選別処理部では選別分離が困難であり、後に得られるＲＰＦに銅線が含まれてしまうことになる。そこで、被覆銅線を銅線とプラスチックとに分離する剥離処理を行う。この剥離処理には、例えば減容機を用いることができる。減容機によりシュレッダーダストが圧縮されると、圧縮摩擦熱による発熱で銅線を覆うプラスチックが溶融して固化する。その後、破砕機により破砕を行うことによって、被覆銅線が銅線とプラスチックに分離する。

その後、シュレッダーダストは、再度磁気選別処理部を経て、金属選別手段８の最終部分に設けられた静電選別処理部２に至る。静電選別処理部２は、シュレッダーダストに含まれる非鉄金属からなる微細金属片（主に銅線）を帯電させ、静電吸着を用いて選別する。

図３に、静電選別処理部２の説明図を示す。静電吸着手段としての回転ドラム２２は、図示しないモータの動力が伝えられることにより駆動し、表面に配されたシュレッダーダストを連続的に搬送するものである。回転ドラム２２は導電性の材料により構成されており、接地（アース）されることで静電吸着手段として働く。回転ドラム２２の下方には、シュレッダーダストを分別回収するための回収部２３（以下、シュートともいう）が回転方向に沿って設けられている。回収部２３の上方において回転ドラム２２に接するように設けられているブラシ２７は、回転ドラム上に最後まで吸着されているシュレッダーダスト（主に塩化ビニル系プラスチック）を掻き落とすためのものである。

回転ドラム２２の上方には、図示しない振動装置を介して供給フィーダ２６が前方に傾斜させた状態に設けられている。この振動装置は、供給フィーダ２６上のシュレッダーダストを細かく振動させることにより回転ドラム２２に向けて均等分散しつつ運搬するためのものである。供給フィーダ２６の先端は回転ドラム２２上に位置している。供給フィーダ２６の上方には、シュレッダーダストを供給フィーダ２６へ供給するための供給ホッパー２８が設けられている。シュレッダーダストが供給フィーダ２６に運搬される途中（すなわち、シュレッダーダストを帯電させる前）には、予めシュレッダーダストを乾燥させておくための乾燥機２５と、予めシュレッダーダストの帯電を除去しておく除電手段２４が設けられており、乾燥処理及び除電処理が行われる。この除電手段２４は、ＡＣコロナ放電を行うものである。

回転ドラム２２の前方上方には、帯電手段としての放電装置２１が設けられている。この放電装置２１は、回転ドラム２２表面との間にコロナ放電を生じさせるためのもので、このコロナ放電によりシュレッダーダストが帯電させられる。この放電装置２１は、より具体的には、回転ドラム２２の表面に沿って設けられた板状の電極（放電板）２１ａと、これに電力を供給する高圧電源装置２１ｂから構成されている。

以上の静電選別処理部２を用いて、静電選別処理では、予め破砕したシュレッダーダストに乾燥処理及び除電処理を施した後、これらのシュレッダーダストを回転するドラム状接地体２２上に配し、帯電手段２１により帯電させる。そして、回転するドラム状接地体２２の表面に配された帯電したシュレッダーダストは、金属片が該ドラム状接地体２２により帯電除去されるとともに、プラスチック片及び可燃物片が該ドラム状接地体２２に静電吸着されて、それぞれ該ドラム状接地体２２の回転方向に沿って設けられた回収部２３内へ振り落とされる。以下、詳細な説明を行う。

まず、供給ホッパー２８には、破砕されたシュレッダーダストが蓄えられている。ここで、破砕されたシュレッダーダストには、金属片（主に銅線），塩化ビニル系プラスチック，塩化ビニル系以外のプラスチック片，可燃物（主に布や紙）が含まれる。なお、塩化ビニル系以外のプラスチック片には、アクリル，ニトリル，ブタジエン，スチレン，ポリスチレン，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート等が含まれる。このようなシュレッダーダストは、供給ホッパー２８から供給されて、振動する供給フィーダ２６によって前方へ運搬される。

供給フィーダ２６による運搬中には、シュレッダーダストは、乾燥機２５により乾燥させられる。一般に、廃自動車の破砕処理は、発火を防止すべく散水しつつ行われるため、シュレッダーダストは水分を含んでいる。そのため、予め水分を除去することで、後述の分別を効果的に行うことができる。乾燥処理の後、シュレッダーダストは、除電手段２４によるＡＣコロナ放電を受けることにより除電される。すなわち、シュレッダーダストは、供給ホッパー２８に供給される前の種々の処理工程において、破片相互間の摩擦等により帯電している。後述の静電吸着を利用した分別をおこなう場合においては、全ての破片が分別処理の前に同一条件（帯電ゼロ）にされていることが重要である。除電処理を経た後、シュレッダーダストは、供給フィーダ２６の先端から、図中の矢印方向へ回転しているドラム状接地体（回転ドラム）２２上へ供給される。回転ドラム２２と放電板２１ａとの間には、高圧電源装置２１ｂからの高電圧によりコロナ放電を生じさせてあり、シュレッダーダストの各破片はこの間を通過することによって帯電する。

帯電したシュレッダーダストのうち、銅等の金属片は、回転ドラム２２との接触により瞬時に帯電が失われて、回転ドラム２２に吸着することなく、回転ドラム２２の回転にしたがってそのまま落下して、一番手前に設けられた第一シュート２３ａに至る。このようにして第一シュート２３ａには主として銅等の金属片が回収される。

他方、プラスチック片と可燃物片は、帯電が失われにくいことから、回転ドラム２２へと静電吸着する。すなわち、これらは導電性を有さないため、回転ドラム２２と接触した部分のみ帯電が失われるだけで、他の部位の帯電が瞬時に失われることはなく、これによって回転ドラム２２へと引き付けられるのである。そのため、瞬時に帯電が失われて自然に落下する金属片とは異なり、プラスチック片と可燃物片は、回転ドラム２２に静電吸着した状態で徐々に帯電が失われ、ある程度回転が進んだところで落下し、第一シュート２３ａよりも奥（回転方向に沿った奥）の第二シュート２３ｂに至る。

また、塩化ビニル系のプラスチックは一般的なプラスチックの中で帯電傾向が最も大きいため、塩化ビニル系プラスチックは、他のプラスチック片とは異なり、回転ドラム２２に静電吸着され続ける。そして最終的に、塩化ビニル系プラスチックは、回転ドラム２２に接するブラシ２７により掻き落とされ、第三シュート２３ｃに至る。

このようにして、第一シュート２３ａには主に金属片が、第二シュート２３ｂには主にプラスチック片（塩化ビニル系以外）及び可燃物が、第三シュート２３ｃには主に塩化ビニル系プラスチックが回収される。そして、上述したように、金属片はこのまま再利用に供され、プラスチック片（塩化ビニル系以外）及び可燃物は次の比重差分別手段３（比重差分別工程：Ｓ２）へ、塩化ビニル系プラスチックは人口砕石成形手段５（人口砕石成形工程：Ｓ３ｂ）へと運搬される。なお、以上の静電選別処理では、さらに精度良く分別を行うため、複数回に渡って同様の工程を繰り返すことや、篩にかけるなどして大きさの揃った破片に対して工程を行うことができる。

（２）比重差分別工程
比重差分別手段３による比重差分別工程Ｓ２について説明する。比重差分別手段３（図１参照）は、汎用の比重差選別装置と同様の構成とすることができる。具体的には、比重差分別手段３は、傾斜板３２とそれを振動させる加振機３１とにより構成され、コンベアＢ１により運搬されてきたプラスチック片と可燃物片とを傾斜板３２上で振動させ、両者の比重の違いにより振動板３２から落下する地点が異なることを利用して回収部３３にそれぞれ回収する。

傾斜板３２は、水平に対して一方向に傾斜するとともに、その傾斜方向と交差する方向にさらに傾斜された状態にある。また、傾斜板３２には、メッシュ状の多数の孔が設けてあり、裏側から送風機により送風して、表面に上昇気流を生じさせる。このような傾斜板３２の振動及び上昇気流の効果によって、比重の異なるプラスチック片と可燃物片とは、振動板３２の異なる地点から落下する。

このように異なる地点から落下したプラスチック片及び可燃物片は、それぞれの落下地点に対応して設けられた可燃物片用シュート３３ａ及びプラスチック片用シュート３３ｂに各々回収される。そして、プラスチック片及び可燃物片は、次のＲＰＦ成形手段４（ＲＰＦ成形工程：Ｓ３ａ）へと別々に運搬される。なお、上述したように、ここで得られるプラスチック片は、ＲＰＦとするには得られる可燃物片に対して多い場合があるので、一部のプラスチック片を、上記の金属選別手段８（金属選別工程：Ｓ１）により分別された塩化ビニル系プラスチック片とともに、人口砕石成形手段５（人口砕石成形工程：Ｓ３ｂ）へ回すことができる。そのためには、例えば、プラスチック片を運搬するコンベアＢ３を加振機により振動させる等して所定量以上のプラスチック片を振るい落とすように構成することや、重さ等を感知して所定量以上のプラスチック片をコンベアＢ４へ移動させるよう制御する供給量調整手段を付加することができる。この場合、これらが、後述するＲＰＦ成形工程Ｓ３ａにおいてプラスチック片及び可燃物片を所望の発熱量に対応する割合となるように調合する調合手段の役割を担うことになる。

なお、プラスチック片に含まれる種々のプラスチックもそれぞれ比重が異なるため、比重差分別手段３は、回収部３３のシュートを更に細分化して、プラスチックの種類ごとに分別する構成とすることも可能である。このようにプラスチックの種類ごとの分別を行い、次のＲＰＦ成形手段４（ＲＰＦ成形工程：Ｓ３ａ）において種類ごとに供給するようにすれば、廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）の発熱量をより調整しやすくなる。

（３）廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）成形工程
図５に、ＲＰＦ成形手段４によるＲＰＦ成形工程Ｓ３ａの説明図を示す。当該工程では、上述の比重差分別手段３（比重差分別工程：Ｓ２）により一旦分離されたプラスチック片と可燃物片とを、調合手段４１により所望の発熱量（例えば、6000〜7000 kcal/kg程度：石炭相当）に対応する割合となるように調合し、加圧成形手段４２により加圧成形して、ペレット状の廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ：Refuse
Paper ＆ Plastic Fuel）を得る。なお、本実施形態では、上記の金属選別工程により、原料として好ましくない金属等を取り除いているため、良質のＲＰＦを得ることができる。

調合手段４１は、例えば、それぞれのホッパー４３ａ，４３ｂに貯留されたプラスチック片及び可燃物片を加圧成形手段４２へと供給する供給量可変のスクリューフィーダとして構成することができる。具体的には、それぞれのホッパー４３ａ，４３ｂにスクリューフィーダを設け、所望の発熱量となるようにそれぞれからプラスチック片及び可燃物片を所定量ずつ供給する。また、調合手段４１には、供給量の調整のみならず、例えば、両者を混合したり、更に破砕する機能などを持たせることもできる。なお、上述したように比重差分別手段３（比重差分別工程：Ｓ２）により分離された時点でプラスチック片の量を調整するようにしてもよい。

加圧成形手段４２は、リングダイ方式の成形機として構成することができる。すなわち、加圧成形手段４２は、円筒形のリングダイ４５と、その内部で回転するローラ４４を有しており、内部に供給されたプラスチック片及び可燃物の混合物をローラ４４でリングダイ４５の内周面に押し付けることで、リングダイ４５を貫通して設けられた複数の貫通孔４５ａから柱状に押し出す。なお、加圧成形手段４２は、ローラ４４とともにリングダイ４５を回転させてもよい。

より詳細に説明すると、図５（ｂ）に示すように、ローラ４４はリングダイ４５内周の任意の位置に近接して配置されている。リングダイ４５の内部に供給されたプラスチック片及び可燃物片の混合物は、ローラ４４及びリングダイ４５によって、その近接位置よりも手前から圧縮を受け始め、それに伴い発生する摩擦熱で溶融若しくは半溶融状態となる。そして、その溶融若しくは半溶融状態の混合物は、ローラ４４及びリングダイ４５の近接位置において貫通孔４５ａに押し込まれて、外部へ柱状に押し出される。その後、柱状に押し出されたプラスチック片及び可燃物片の混合物は、リングダイ４５の外周に沿って設けられたカッタ（図示せず）により切り落とされて、所定のペレット状となる。以上のようにしてＲＰＦの加圧成形が行われる。なお、本実施形態ではリングダイ方式の成形機を用いたが、これに限らず例えば、スクリュー押出式、ディスクダイ方式等の各種の方式を採用することができる。

（４）人口砕石成形工程
図６に、人口砕石成形手段５による人口砕石成形工程Ｓ３ｂの説明図を示す。当該工程では、上述の比重差分別手段３（比重差分別工程：Ｓ２）により分離されたプラスチック片のうちＲＰＦ成形手段４（ＲＰＦ成形工程：Ｓ３ａ）へ運搬されないものや、上述の静電分離部２（静電分離工程：Ｓ１）により分離された塩化ビニル系のプラスチック片に対して、焼却灰及び繊維物等を配合し、押出成形手段５１により押出成形して、得られた塊を破砕手段５２により破砕することで人口砕石を得る。

人口砕石成形手段５の押出成形手段５１は、ホッパー５５から供給されたプラスチック片（塩化ビニル系を含む），焼却灰及び繊維物等を内部で混合する。また、人口砕石成形手段５は、押出成形手段５１による押圧成形前の混合物を加熱するための加熱手段５３を有しており、混合物を溶融させる。その後、溶融した混合物をピストン５４により柱状に押出し、冷却されて固化した塊を岩石やプラスチック用の破砕機等の破砕手段５２を用いて破砕する。このようにして得られた人口砕石は、廃プラスチックの塊に、砕石として用いるのに十分な強度と重さを有しているとともに、表面が天然の砕石のような粗さを有しており、アスファルトの骨材，コンクリートの骨材，瓦，レンガ，タイル，ブロック等に用いることができる。

一般に、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片には、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂が混ざっているが、これを人口砕石とした場合、熱可塑性樹脂は全体を固める接着剤としての効果を、熱硬化性樹脂は製品に硬さと脆性を持たせ、天然の砕石の性状に近付ける効果を有する。なお、プラスチック片は、人口砕石の重量の４０〜６０％程度を占めるように構成されることが、かかる効果を得るために好ましい。

人口砕石に添加される焼却灰には、石炭灰を用いることができる。このような焼却灰には、人口砕石の外観を天然の砕石のようにする効果がある。石炭灰は、フライアッシュと呼ばれ、石炭火力発電所において石炭や重油を燃焼させることで大量に発生する産業廃棄物である。通常、フライアッシュには、カドミウムやクロム等の有害金属が含まれ、処理が困難であるが、人工砕石に添加することでそうした有害金属が樹脂によって包囲・固定され、溶出を防止できる。これによって、シュレッダーダストの有効な再利用とともに、石炭灰も有効に再利用することができる。なお、焼却灰としては、他にも汚泥の焼却灰などを用いることができる。焼却灰は、人口砕石の重量の２０〜３０％程度を占めるように構成されることが、かかる効果を得るために好ましい。

繊維物は、人口砕石内に分散含有されて、人口砕石の強度を向上させる効果を持つ。かかる繊維物には、例えば、繊維強化樹脂を用いることができる。繊維強化樹脂とは、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）とも呼ばれ、繊維と樹脂を用いてプラスチックを補強することによって強度を著しく向上させたものである。ボートや風呂桶などの素材として用いられるが、これらの廃棄物は処理が困難なものとなる。しかし、このように人口砕石に添加することによって、シュレッダーダストの有効な再利用とともに、ＦＲＰも有効に再利用することができる。なお、繊維物には、他にも、布（シート）や不織布を構成する繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維等を用いることができる。繊維物は、人口砕石の重量の２０〜３０％程度を占めるように構成されることが、かかる効果を得るために好ましい。

このようにして得られた人口砕石には、その表面を覆うコーティング材を形成することができる。これにより、人口砕石を固める効果や、有害物質を封止する効果がさらに増強される。コーティング材には、例えば、コンクリートミルクなどを用いることができる。また、人口砕石には、上記のものに限られず様々なものを添加することができる。例えば、ＭＤＦ廃材を配合することもできる。ＭＤＦとは、木の繊維を接着材で固めて板状に成形したもので、表面に木目を印刷した樹脂フィルムを接着してドアや床材といった建材によく使われているが、その廃材は樹脂フィルムの分離が困難で、破砕すると微細な粉が発生するので再利用が困難であるが、人口砕石に添加することで有効に再利用できる。

また、人口砕石には、上記比重差分別手段３（比重差分別工程：Ｓ２）によりプラスチック片と分離された可燃物片を配合することもできる。可燃物を配合した場合、加熱手段５３によって炭化されるため、上記の焼却灰と同様の効果を得ることができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照しながら説明する。図８は、第二実施形態に係るシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置の全体の構成を概略的に示している。以下、主として図１と異なるところを述べ、同一部分は図８中に同一符号を付して説明を簡略化する。図８に示すリサイクル装置１００は、主に金属選別手段８，脱塩素手段７，廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）成形手段４により構成される。なお、金属選別手段８については、上記と同様に最終部分の静電選別処理部２のみを図示している。

かかるリサイクル装置１００のリサイクル工程を説明する。まず、金属選別手段８（金属選別工程）によりシュレッダーダストに含まれる金属片を選別分離する。この際、上記第一実施形態では塩化ビニル系プラスチックの選別も行っていたが、本第二実施形態では後の工程で脱塩素処理を行うため、塩化ビニル系プラスチックをシュレッダーダストから分離させる手間を必要としない。次に、金属片が除かれたシュレッダーダスト（プラスチック片及び可燃物片）を脱塩素手段７（脱塩素工程）に供して、プラスチック片に含まれる塩化ビニル系プラスチックの脱塩素処理を行う。脱塩素処理は、シュレッダーダストを例えば２００〜３００℃程度に加熱することによって行う。塩化ビニル系プラスチックがＲＰＦに含まれてしまうと燃焼に際してダイオキシンが発生することや炉内に塩化物が溜まる等の問題が生じるが、脱塩素処理を施すことによってこれらの問題を解決できる。このような脱塩素手段を経たシュレッダーダストは、ＲＰＦ成形手段４（ＲＰＦ成形工程）の加圧成形手段４２により加圧成形されてＲＰＦが得られる。なお、ＲＰＦ成形手段４では、上記第一実施形態のようにホッパー４３が分割されておらず、また調合手段も有さない。

脱塩素手段７は、押出機により構成することができる。すなわち、金属片が除かれたシュレッダーダストがホッパー７２からフィーダを介して押出機本体７１内に導入されると、本体内部で加熱されて脱塩素処理が行われる。これにより分離された塩素は、図示しない塩素処理装置へ導出され、カルシウムや水等との反応を利用して処理される。また、シュレッダーダストは、押出機本体７１内で加熱とともに圧縮される。シュレッダーダストは９０％以上がプラスチック片及び可燃物片からなり嵩張っているため、例えばホッパー等の部分を大きくする必要が生じてしまう。そこで、押出機本体７１内で脱塩素処理における加熱とともに圧縮を行うことでシュレッダーダストの容積を小さくできるため、そのような問題が生じない。このような加熱により可燃物は炭化することとなり、容積が小さくなる。

また、脱塩素手段７は、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片及び可燃物片が所望の発熱量に対応する割合となるように、不足する量のプラスチック片又は可燃物片を別途加える発熱量調整手段７３を備える。すなわち、シュレッダーダストが常に所望の発熱量に対応する割合でプラスチック片及び可燃物片を含んでいるとは限らないため、かかる割合に対して不足するプラスチック片又は可燃物片を別系統から加える発熱量調整手段７３を設ける。発熱量調整手段７３は、ホッパー及び供給量可変のフィーダーにより構成することができる。また、発熱量調整手段７３にはホッパー及びフィーダーを複数組設けることができ、これによって、例えばそれぞれにプラスチック片と可燃物片とを蓄えておき上記割合に対する不足量に応じてフィーダーによる供給を切替えることができる。また、嵩張ったプラスチック片とそうでないプラスチック片とを同じホッパー内に混入させるとフィーダーによる供給が安定しないことがあるが、これらをそれぞれのホッパーに分けて蓄えることで、フィーダーによる安定供給が可能となる。そして、このように脱塩素処理が施されて圧縮されたシュレッダーダストは、破砕手段７４により適当な大きさに破砕されて、ＲＰＦ成形手段４のホッパー４３へ運搬される。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について図面を参照しながら説明する。図７は、第三実施形態に係るシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置の全体の構成を概略的に示している。以下、主として図１と異なるところを述べ、同一部分は図７中に同一符号を付して説明を簡略化する。図７に示すリサイクル装置１０は、主に金属選別手段８及び人口砕石成形手段５により構成される。なお、金属選別手段８については、上記と同様に最終部分の静電選別処理部２のみを図示している。

かかるリサイクル装置１０のリサイクル工程を説明する。まず、金属選別手段８（金属選別工程）によりシュレッダーダストに含まれる金属片を選別分離する。この際、上記第一実施形態では塩化ビニル系プラスチックの選別も行っていたが、本第三実施形態では人口砕石を得ることを目的とするため塩化ビニル系プラスチックをシュレッダーダストから分離させる手間を必要としない。次に、金属片が除かれたシュレッダーダスト（プラスチック片及び可燃物片）は、人口砕石成形手段５（人口砕石成形工程：Ｓ３ｂ）において、焼却灰及び繊維物等が配合され、押出成形手段により押出成形され、得られた塊を破砕手段により破砕することで人口砕石が得られる。このように、金属再編が除かれたシュレッダーダストの全てを人口砕石にすることで、シュレッダーダストに有害な物質が含まれている場合でも、これらを人口砕石に封止してしまいつつ、有効に再利用することができるのである。

本発明の一実施形態に係るシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置の全体の構成を概略的に示す図 本発明のシュレッダーダストのリサイクル方法の流れを示すフローチャート 本発明のシュレッダーダストのリサイクル装置に係る金属分別手段の説明図 金属分別手段に先立って行われる金属粗片の分別及び被覆銅線の剥離処理の説明図 本発明のシュレッダーダストのリサイクル装置に係る廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）成形手段の説明図 本発明のシュレッダーダストのリサイクル装置に係る人口砕石成形手段の説明図 本発明の第三実施形態に係るシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置の全体の構成を概略的に示す図 本発明の第二実施形態に係るシュレッダーダストのリサイクル方法及びリサイクル装置の全体の構成を概略的に示す図

符号の説明

１ シュレッダーダストのリサイクル装置
２ 静電選別処理部
３ 比重差分別手段
４ 廃プラスチック固形燃料（ＲＰＦ）成形手段
５ 人口砕石成形手段
８ 金属選別手段

Claims (16)

1. 廃自動車や廃家電等から生じる、金属片・プラスチック片・可燃物片を含むシュレッダーダストのリサイクル方法であって、
   シュレッダーダストに含まれる金属片を選別する金属選別工程と、
   前記金属選別工程により金属片が除かれたシュレッダーダストを加熱して、プラスチック片に含まれる塩化ビニル系プラスチックの脱塩素処理を行う脱塩素工程と、
   前記脱塩素工程を経たシュレッダーダストを加圧成形して廃プラスチック固形燃料を得る廃プラスチック固形燃料成形工程と、
   を備えることを特徴とするシュレッダーダストのリサイクル方法。
2. 前記脱塩素工程では、加熱とともにシュレッダーダストを圧縮することを特徴とする請求項１に記載のシュレッダーダストのリサイクル方法。
3. 前記廃プラスチック固形燃料成形工程に至る前に、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片及び可燃物片が所望の発熱量に対応する割合となるように、不足する量のプラスチック片又は可燃物片を別途加える発熱量調整工程を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のシュレッダーダストのリサイクル方法。
4. 前記金属選別工程には、シュレッダーダストに含まれる金属片を帯電させ、静電吸着を用いて選別する静電選別処理が含まれることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシュレッダーダストのリサイクル方法。
5. 前記金属選別工程の最後に前記静電選別処理が行われることを特徴とする請求項４に記載のシュレッダーダストのリサイクル方法。
6. 前記静電選別処理は非鉄金属からなる微細金属片を選別することを特徴とする請求項４または５に記載のシュレッダーダストのリサイクル方法。
7. 前記金属選別工程は、磁気選別処理・ステンレス選別処理・非鉄金属選別処理及び静電選別処理の１種又は２種以上を組み合わせて金属片を選別することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシュレッダーダストのリサイクル方法。
8. 前記金属選別工程には、一体となっている金属片とプラスチック片を分離させる剥離処理が含まれることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシュレッダーダストのリサイクル方法。
9. 廃自動車や廃家電等から生じる、金属片・プラスチック片・可燃物片を含むシュレッダーダストのリサイクル装置であって、
   シュレッダーダストに含まれる金属片を選別する金属選別手段と、
   前記金属選別手段により金属片が除かれたシュレッダーダストを加熱して、プラスチック片に含まれる塩化ビニル系プラスチックの脱塩素処理を行う脱塩素手段と、
   前記脱塩素手段を経たシュレッダーダストを加圧成形して廃プラスチック固形燃料を得る廃プラスチック固形燃料成形手段と、
   を備えることを特徴とするシュレッダーダストのリサイクル装置。
10. 前記脱塩素手段は、加熱とともにシュレッダーダストを圧縮することを特徴とする請求項９に記載のシュレッダーダストのリサイクル装置。
11. 前記廃プラスチック固形燃料成形手段に至る前に、シュレッダーダストに含まれるプラスチック片及び可燃物片が所望の発熱量に対応する割合となるように、不足する量のプラスチック片又は可燃物片を別途加える発熱量調整手段を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載のシュレッダーダストのリサイクル装置。
12. 前記金属選別手段は、シュレッダーダストに含まれる金属片を帯電させ、静電吸着を用いて選別する静電選別処理部を有していることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載のシュレッダーダストのリサイクル装置。
13. 前記金属選別手段は、その最終部分に前記静電選別処理部を有していることを特徴とする請求項１２に記載のシュレッダーダストのリサイクル装置。
14. 前記静電選別処理部は非鉄金属からなる微細金属片を選別することを特徴とする請求項１２または１３に記載のシュレッダーダストのリサイクル装置。
15. 前記金属選別手段は、磁気選別処理部・ステンレス選別処理部・非鉄金属選別処理部及び静電選別処理部の１種又は２種以上を組み合わせて金属片を選別することを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１項に記載のシュレッダーダストのリサイクル装置。
16. 前記金属選別手段は、一体となっている金属片とプラスチック片を分離させる剥離処理部を有していることを特徴とする請求項９ないし１５のいずれか１項に記載のシュレッダーダストのリサイクル装置。
    

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