JP4903753B2 - 廃棄物から有価金属を回収する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣ基盤、プリント配線板などの廃棄物から有価金属を回収する方法に関するものである。

パソコンや携帯電話で使用しているプリント配線板には相当量の金属が使用されている。
すなわちプリント配線板は、ガラスエポキシ基板などの絶縁板に、半導体素子を中心に、コンデンサー、抵抗器、配線などが組み合わせてあり、一般に有機成分が３２％、ガラス成分が３８％、金属成分が３０％程度で構成すると言われている。
そして有機成分の大半はエポキシ樹脂であり、ガラス成分の約６６％がＳｉＯ２である。
特に金属材料としては銅が多く、錫、鉄、鉛、ニッケル、金などの有価金属がプリント配線板の０．１％を占めているといわれている。
このように貴重は有価金属を含んでいるから、それらの金属を回収する各種の方法が開発され実用化されている。
特開２００３−３０１２２５号公報。 特開２００１−２５９６０３号公報。

前記したような従来の回収方法は、プリント配線板などを酸に溶解させたり、加熱したり、その後酸化させたり粉砕したりして回収する方法であり、次のような問題がある。
＜１＞ 加熱工程において材料中のガラス繊維が溶解し、金属を内部に包み込んだ状態で溶融固化状になってしまう。
＜２＞ 高温で焼却するため、装置、環境への負荷が大きい。
＜３＞ 高温での溶融、あるいは電気分解のために多大な燃料や電力を必要とする。
＜４＞ ガラス繊維を粉砕すればより効率的に酸に溶解させることができるが、しかし繊維質の材料には粘りがあるから、これを粉砕することが困難である。

上記のような課題を解決するために本発明の廃棄物から有価金属を回収する方法は、ガラス繊維、エポキシ樹脂、と銅、鉄、金、アルミニュウムなどの有価金属を一体化した産業廃棄物を対象とし、これらの産業廃棄物に対して、５００℃で２０分以上か、７５０℃で３０分以上か、または１０００℃で１０分以下に設定した温度を与えて、ガラス繊維を溶解させず、ガラス繊維を劣化させ、その後の工程において、溶解しておらず劣化しているガラス繊維を、比重による分類によって除去し、粉砕されておらず原形をとどめた有価金属を、廃棄物から取り出す廃棄物から有価金属を回収する方法を特徴とするものである。

本発明の廃棄物から金属を回収する方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞溶融固化状のガラス繊維を粉砕するような工程を必要とせず、簡単な工程を経て有価物を取り出すことができる。
＜２＞高温による加熱、溶解を行わないので、環境を汚染する程度が低く、規制の厳格な国でも採用することができる。
＜３＞多量の燃料や電力を消費しないので経済的である。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞対象物。
本発明の回収方法の対象とする産業廃棄物は、プリント配線板のような産業廃棄物である。
これらの産業廃棄物の特徴としては、ガラス繊維、エポキシ樹脂と、有価金属、たとえば銅、鉄、金、などを一体化した材料である点である。

＜２＞加熱工程。
これらの産業廃棄物に対して、所定の温度を一定時間だけ与えて加熱する。
この温度と時間は、ガラス繊維が溶解する以前であって、ガラス繊維が劣化する程度の温度である。
その温度と時間の関係を、多数の実験から求めた。
その結果、具体的には加熱する温度を５００℃で２０分以上、１０００℃で１０分以下の範囲で加熱するとよい結果が得られることが分かった。
さらに好ましくは約７５０℃で３０分以上、１０００℃で１０分以下に設定するとよりよい結果が得られることが分かった。
ここで「よい結果」とは、容易にガラス繊維と有価金属とを分離して、有価金属だけを簡単に取り出して回収できることを意味している。

＜３＞ 温度と時間の選択の根拠。
＜３−１＞上限の選択。
上記のような温度と時間の上限を選択した理由は、この温度・時間以上の高温・時間で加熱するとガラス繊維が溶解して冷却時には強固に固まってしまうからである。
すると溶解したガラス繊維が金属を包み込んで固化状態となってしまい、その状態から直ちに金属を取り出すことはできない。
そのために従来は金属もガラス繊維も高温で溶融して比重の違いで金属を取り出していた。
しかし本発明の方法は１０００℃・１０分以下で加熱するから、ガラス繊維が溶解するには至らず、ガラス繊維が溶解して金属を包み込んでしまうことがない。

＜３−２＞下限の選択
一方低温側の下限として、５００℃・２０分以下の加熱であると、ガラス繊維シートは、表面の色が褐色に変色する程度で、原状を維持したままであり、金属と分離することがない。
その状態のガラス繊維のシートは、加圧しても粉砕することがなく、金属との分離を行うことができない。

＜３−３＞適温・時間の選択。
ところが、５００℃・２０分以上で、７５０℃・３０分以下の範囲の加熱を行うと、ガラス繊維のシートと金属が一応は分離する。
したがって例えば、液体を使用して比重による分類などを行えば、金属片だけを沈降させて、ガラス繊維のシートとの分離を行って金属片だけを、取り出すことができる。
低温側の下限として、さらに好ましくは約７５０℃・３０分以上の加熱を行う。
この温度・時間に達すると、ガラス繊維のシートは、外見上ではシートとして板状の原形を保っているが、例えば指で摘み上げる程度の、わずかな外力を加えるだけで粉砕してしまう。
しかもこの温度範囲では金属は溶解しない。
したがって、わずかな振動を与えたり、ローラーでの加圧によってガラス繊維は粉砕し、金属片はそのまま金属として回収できる、という理想的な成果を得ることができる。

＜４＞実験の結果。
実際にプリント配線板を、３００℃・１０分から、１００℃、１０分刻みで各種の温度で加熱した。
各温度・時間ごとの結果の写真を図３から図４６に示し、その結果を一覧にして下の表１に示す。

ここで、各欄の記号の意味は以下の通りである。

なお、上記の時間以上の結果は出していないが、それ以上の時間をかけて加熱しても試料に変化はないためである。

＜５＞無酸素状態での加熱。
電気炉などを使用して加熱すると、無酸素状態での加熱を行うことができる。
すると銅などの有価金属の表面を酸化させないから、酸化物の膜を形成させずに有価金属をそのまま取り出すことができる。
電気炉では、発熱体などの損傷が考慮される場合には、カーボンを混同して熱源として燃焼させて低酸素状態を作ることもできる。

＜６＞ガラス繊維の除去工程。
上記したような温度・時間の範囲で加熱した場合、特に５００℃・２０分以上で、７５０℃・３０分以下の範囲の加熱を行うと、ガラス繊維のシートは原型をほぼ保っているが、しかし有価金属とは分離している。
したがってそれ以降の分離工程において、比重による分類など、最適の方法を採用すれば、簡単にガラス繊維のシートと有価金属を分離して有価金属だけを回収することができる。
さらに。７５０℃・３０分以上の範囲の加熱を行うと、ガラス繊維は劣化して、指で摘み上げる程度のわずかな外力、振動の付加や加圧によって粉末状態に粉砕してしまう。
一方、加熱温度・時間は、１０００℃・１０分以下であるから、ガラス繊維が溶解するには至らず、ガラス繊維が溶解して金属を包み込んでしまうことがなく、金属片は原型をとどめたままである。
したがって、篩による分級、比重による分級、など公知の簡単な方法によってガラス繊維と有価金属とを分けて、ガラス繊維を除去し、有価金属だけを取り出すことができる。

プリント配線板を３００℃・１０分から７５０℃・２０分の温度・時間で加熱した結果物を並べた写真。 プリント配線板を７５０℃・３０分から１０００℃・４０分の温度・時間で加熱した結果物を並べた写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。 加熱した結果物の写真。

Claims (1)

1. ガラス繊維、エポキシ樹脂、と銅、鉄、金、アルミニュウムなどの有価金属を一体化した産業廃棄物を対象とし、
   これらの産業廃棄物に対して、
   ５００℃で２０分以上か、７５０℃で３０分以上か、または１０００℃で１０分以下に設定した温度を与えて、ガラス繊維を溶解させず、ガラス繊維を劣化させ、
   その後の工程において、
   溶解しておらず劣化しているガラス繊維を、比重による分類によって除去し、
   粉砕されておらず原形をとどめた有価金属を、廃棄物から取り出す、
   廃棄物から有価金属を回収する方法。