JP5191752B2 - 廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法及び廃自動車シュレッダーダストの使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法に関し、特に容易かつ経済的に廃自動車シュレッダーダストの塩素を低減する方法及びその処理を施した廃自動車シュレ
ッダーダストの使用方法に関するものである。

近年、大量に発生している廃自動車シュレッダーダスト（ＡＳＲ：Automobile Shredder Residue ）の処理が急務となっている。
この廃自動車シュレッダーダストとは、使用済の廃自動車から再利用可能な有用部品を取り外した後の廃棄物を破砕し、さらに有価金属類を回収した後に残る破砕廃棄物の総称である。
かかる廃自動車シュレッダーダストは、樹脂、繊維、スポンジ、ゴムなどの有機物（可燃物）を主体とし、ガラスや土砂、回収されなかった金属などの無機物も含む雑多な軽量
混合物（通常、かさ比重約０．１〜０．４程度）である。

上記廃自動車シュレッダーダストは、現在、その大部分がそのままあるいは減容化されて埋め立て処分されているが、処分場には限界があり、またリサイクルや環境保護の観点
からも、廃自動車シュレッダーダストを有効利用することが強く望まれている。

そこで、廃自動車シュレッダーダストを燃焼させ、熱資源として再利用することが考えられるが、この場合には、廃自動車シュレッダーダスト中に含まれる塩素が問題となる。すなわち、廃自動車シュレッダーダストを燃焼させると、塩素が燃焼によって水素と結合し、塩化水素が生成され、またダイオキシンが生成されるおそれもある。かかる塩化水素やダイオキシンは、言うまでもなく有害であって、このまま大気中に放出すれば大気汚染の原因となる。

このようなことから、特許文献１には、熱処理時における塩化水素などの発生を抑制することを目的として、シュレッダーダストを非酸化性雰囲気下で、３００〜６００℃の温度で乾留し、該ダストに含まれる塩素をダスト中の金属屑と反応させて該乾留温度では揮発しない金属塩化物を生成させることにより含有塩素を残渣中に固定して乾留ガスから分離し、乾留ガスを回収する一方、残留残渣を洗浄し水溶性金属塩化物を溶解除去して脱塩素化し、その後、この洗浄残渣を製練炉に導入し、該製練工程において残渣中の金属成分を溶解回収する一方、上記乾留ガスないしその凝縮により得た乾留油を燃料として再利用するシュレッダーダストの処理方法が開示されている。

一方、近年のセメント工場では、焼却灰、廃プラスチック、廃タイヤなどの様々な廃棄物をセメント製造用原料あるいは燃料の一部として再資源化している。これら廃棄物の処理量が増えるにつれ、キルンの安定操業やセメント品質に悪影響を及ぼす塩素などの揮発
性成分のキルンへの持込み量も増加している。

これらの揮発性成分のうち塩素の持込み量の増加に対する対策として、特許文献２などに開示されたような、塩素バイパス設備がある。この塩素バイパス設備は、キルン窯尻付近の塩素などの揮発性成分濃縮領域からキルン排ガスの一部を抽気し、冷却することにより塩素化合物を主とする揮発性成分を固形化させ塩素バイパスダストを生成させ、この塩素バイパスダストを系外に排出することで、塩素をキルン内から除去する設備である。これにより、キルンの安定操業とセメントの品質を維持させることができる。

特開平８−２９０１４８号公報 特開平１１−１００２４３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたようなシュレッダーダストの処理方法は、その再資源化のための特別な設備を必要とし、また工程が複雑であることから複数の処理設備が必要になるとともに、それぞれの処理設備に配員する必要もあることから、設備コスト及び運転コストが高騰し、経済的な方法ではないという課題があった。

また、特許文献２などに開示された塩素対策が施されたセメント製造設備に、そのまま廃自動車シュレッダーダストを投入して、該廃自動車シュレッダーダストを焼却灰あるいは廃プラスチックなどと同様にセメント製造用の原燃料の一部として再資源化することが考えられる。この場合には、原燃料からの塩素の持ち込み量が増加し、その対抗措置として排ガスの抽気率を増加するように上記塩素バイパス設備の仕様をスケールアップする必要が生じるが、今度はプロセス全体の熱効率が低下するとともに、設備が大型化することによる投資の増加などの問題が生じてしまう。このため、塩素を多量に含む廃自動車シュレッダーダストのセメント製造設備における再資源化は、困難な状況にあった。

本発明は、上述した背景技術が有する現状に鑑みて成されたのもであって、その目的は、近年、大量に発生する廃自動車シュレッダーダストの容易かつ経済的な塩素低減方法を提供するとともに、該廃自動車シュレッダーダストの有効な使用方法を提案することにある。

本発明者等は、上記した目的を達成すべく鋭意研究した結果、廃自動車シュレッダーダストの塩素は、ゴム類に由来するものが多くを占め、しかも、該ゴム類は、シュレッダーにより破砕され難いがために粒径が大きく、かつ比較的比重が高いために分離が容易であることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、次の〔１〕〜〔４〕のものである。
〔１〕 廃自動車シュレッダーダストを振いにかけ、シュレッダーで破砕され難いゴム類及びスポンジ類の大部分とプラスチック類の一部を篩い上成分として分離し、分離した篩い上成分を比重分離によって比重の重いゴム類と比重の軽いスポンジ類及びプラスチック類とに分離し、分離した比重の軽いスポンジ類及びプラスチック類と先の篩い選別により分離した篩い下成分とを合流させ、ゴム類を除去あるいは低減した廃自動車シュレッダーダストとし、該廃自動車シュレッダーダストの燃焼時における塩素発生量を低減させることを特徴とする、廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法。
〔２〕 前記除去あるいは低減するゴム類が、クロロプレンゴム（ポリクロロプレン）であることを特徴とする、上記〔１〕に記載の廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法。
〔３〕 前記除去あるいは低減するゴム類が、比重１．１５以上のゴム類であることを特徴とする、上記〔１〕又は〔２〕に記載の廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法。
〔４〕 上記〔１〕〜〔３〕のいずれか記載の廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法を施した処理物を、セメント製造設備に投入し、該処理物をセメント製造用原料あるいは燃料として利用することを特徴とする、廃自動車シュレッダーダストの使用方法。

上記した本発明に係る廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法によれは、容易かつ
経済的に廃自動車シュレッダーダストの塩素を低減することができる。
また、上記した本発明に係る廃自動車シュレッダーダストの使用方法によれは、上記塩素を低減した廃自動車シュレッダーダストをセメント製造用原料あるいは燃料として利用
するため、大量に消費することが期待できる。
上記のことから、本発明によれば、従来においてはその大部分がそのままあるいは減容化されて埋め立て処分されていた廃自動車シュレッダーダストを、資源として有効にかつ
大量に使用することが可能となる。

以下、上記した本発明に係る廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法及びその処理
を施した廃自動車シュレッダーダストの使用方法の実施の形態を、詳細に説明する。

本発明において言う廃自動車シュレッダーダスト（以下、単に「ＡＳＲ」と言う場合もある。）は、先にも記載したように、使用済の廃自動車から再利用可能な部品やパーツを取り外した後、大型破砕機（シュレッダー）で最大粒径１００ｍｍ程度に破砕し、磁力選別や手選別などで有価金属類を回収した後に残る破砕廃棄物である。

上記ＡＳＲは、破砕前の自動車自体は、自動車メーカー、車種・クラス、製造年度などにより異なるものの、シュレッダー処理した後のシュレッダーダストとしてみれば、特にシュレッダーダストを多量に集めた混合物としてみれば、比較的均一な組成を有する混合
物とみなすことができる。

上記ＡＳＲの組成は、本発明者等の分析によれば、目視によりその種類が分別できる１９ｍｍ篩い上の成分については、概ねプラスチック類が３５重量％、ゴム類が３０重量％、スポンジ類が２０重量％、金属類が１５重量％程度であり、可燃物の割合は高く、かつ吸収能力の高いスポンジ類の割合も高いものである。また、ＡＳＲの総発熱量は、本発明者等の分析によれば、５，０００ｋｃａｌ／ｋｇ強である。

また、上記ＡＳＲの塩素量は、本発明者等の分析によれば、２％強であり、この内、上記１９ｍｍ篩い上のゴム類に由来するものが４０％程度である。塩素系ゴム類の多くは、自動車の窓枠（ウェザーストリップ）として使用されたクロロプレンゴム（ポリクロロプレン）であり、該クロロプレンゴムは、ＡＳＲ構成物の中でも比較的比重が高く（１．２程度）、かつシュレッダーで破砕され難いことから長尺（長さ３０ｍｍ以上）のものが多い。したがって、この比重が高く、かつ粒径が大きいゴム類をＡＳＲ中から除去すれば、塩素量は一気に低減できる。そこで、本発明は、ＡＳＲからゴム類を除去あるいは低減し、該ＡＳＲの燃焼時における塩素発生量を低減させることとした。

上記ＡＳＲからゴム類を除去あるいは低減する方法としては、除去あるいは低減しようとするゴム類の比重の高さ及び粒径が大きい点に着目し、本発明においては、篩いと比重分離との組み合わせにより行う。
具体的には、先ずＡＳＲを１９ｍｍ篩いにかけると、篩い上にはシュレッダーで破砕され難いゴム類及びスポンジ類の大部分と、プラスチック類の一部が残存する。続いて、この篩い上の成分について比重分離、例えば風力選別を行えば、ゴム類の比重は上記したように１．１５〜１．２５程度、スポンジ類の比重は０．０２〜０．０４程度、プラスチック類の比重は０．９〜１．１程度であることから、比重の重いゴム類と、比重の軽いスポンジ類及びプラスチック類とを容易に分離することができる。そして、分離したスポンジ類及びプラスチック類を篩い下の成分と合流させれば、ゴム類を除去あるいは低減したＡＳＲが得られる。

上記のようにしてゴム類を除去あるいは低減したＡＳＲは、そのゴム類の除去率が例え半分程度のものであっても、塩素量を１％台に低減可能であり、その原燃料としての価値は飛躍的に向上したものとなる。

塩素量が低減されたＡＳＲは、例えば、セメント製造設備であるキルンの窯尻よりそのまま投入した場合にも、ＡＳＲ中のプラスチック類、スポンジ類などの有機物はセメント製造用の燃料の一部として利用され、ガラスや土砂、金属などの無機物はセメント原料としてセメント中に添加されることとなり、さらに塩素量が少ないために燃焼によって発生する塩素化合物の量も少なく、キルンの安定操業とセメントの品質を維持させることができる。

また、塩素量が低減されたＡＳＲは、油泥などのスラッジと混合し、セメント製造設備であるキルンの窯尻部あるいは仮焼炉に投入してもよく、また、キルンのバーナーより吹き込んでもよい。ＡＳＲを油泥などのスラッジと混合することにより、スラッジ中に含まれる水分あるいは油分が、ＡＳＲ中に多量に含まれるスポンジ類に吸収され、そのハンドリング性が大幅に改善されるとともに、ＡＳＲが備えた高いエネルギーを有する処理物が得られる。このような処理物は、セメント製造用原料あるいは燃料としてさらに大量に使用することが可能となる。

以上、本発明に係るＡＳＲの塩素低減方法及びその処理を施したＡＳＲの使用方法の実施の形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施の形態に限定されず、特許請求な範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは当然である。

１．使用材料
表１に示した構成物重量比の４種のＡＳＲ〔Ａ社（埼玉）Ｉ、Ａ社（埼玉）II、Ｂ社（栃木）、Ｃ社（多摩）〕を用いた。
なお、構成物重量比は、先ず各ＡＳＲを乾燥させ、水分量を測定した後、１９ｍｍの篩いにかけ、１９ｍｍ篩い上の成分については、目視によりその種類を分別して各分別した種類毎の重量を測定し、また１９ｍｍ篩い下の成分については、さらに５ｍｍの篩いにかけ、５ｍｍ篩い上の成分と５ｍｍ篩い下の成分とを、それぞれ重量を測定することにより行った。

２．微量化学成分の分析及び構成物別の塩素含有割合の算出
上記４種のＡＳＲについて、それぞれ微量化学成分について分析した。その分析結果を表２に示す。また、前記分析結果から、構成物別の塩素含有割合を算出した。その算出結果を表３に示す。
なお、微量化学成分についての分析は、上記分別した各構成物を微粉砕し、縮分したも
のを分析試料とし、塩素、硫黄についてはＪＩＳ Ｚ ７３０２、その他の成分は蛍光Ｘ線分析（ＦＰ法）によって行った。

３．ゴム類の除去及びゴム類を除去したＡＳＲについての塩素成分の分析
上記４種のＡＳＲから、それぞれゴム類を除去し、ゴム類を除去したＡＳＲについて、上記と同様の方法で塩素成分について分析した。その分析結果を表４に示す。
なお、ゴム類の除去は、先ずＡＳＲを１９ｍｍ篩いにかけ、篩い上の成分について湿式比重選別（比重液の比重１．１）を行った後、選別された軽量物を乾燥し、上記篩い下の成分と合流させることにより行った。

４．まとめ
上記の実施例から、ＡＳＲの塩素量は２％強であり、この内、１９ｍｍ篩い上の比較的粒径の大きなゴム類に由来するものが４０％程度であることが分かった。また、このゴム類を単純な機械的操作である篩いと比重分離との組み合わせにより容易にＡＳＲから除去（低減）することができ、このゴム類を除去（低減）したＡＳＲの塩素量は、１％台に低減できることが分かった。
なお、塩素量が１％台の可燃性廃棄物は、現状のセメント製造設備において原燃料として問題なく利用でき、その利用価値は飛躍的に向上したものとなる。

Claims (4)

1. 廃自動車シュレッダーダストを振いにかけ、シュレッダーで破砕され難いゴム類及びスポンジ類の大部分とプラスチック類の一部を篩い上成分として分離し、分離した篩い上成分を比重分離によって比重の重いゴム類と比重の軽いスポンジ類及びプラスチック類とに分離し、分離した比重の軽いスポンジ類及びプラスチック類と先の篩い選別により分離した篩い下成分とを合流させ、ゴム類を除去あるいは低減した廃自動車シュレッダーダストとし、該廃自動車シュレッダーダストの燃焼時における塩素発生量を低減させることを特徴とする、廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法。
2. 前記除去あるいは低減するゴム類が、クロロプレンゴム（ポリクロロプレン）であることを特徴とする、請求項１に記載の廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法。
3. 前記除去あるいは低減するゴム類が、比重１．１５以上のゴム類であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の廃自動車シュレッダーダストの塩素低減方法を施した処理物を、セメント製造設備に投入し、該処理物をセメント製造用原料あるいは燃料とし
   て利用することを特徴とする、廃自動車シュレッダーダストの使用方法。