[go: up one dir, main page]

WO2010055906A1 - 電子機器粉砕物 - Google Patents

電子機器粉砕物 Download PDF

Info

Publication number
WO2010055906A1
WO2010055906A1 PCT/JP2009/069323 JP2009069323W WO2010055906A1 WO 2010055906 A1 WO2010055906 A1 WO 2010055906A1 JP 2009069323 W JP2009069323 W JP 2009069323W WO 2010055906 A1 WO2010055906 A1 WO 2010055906A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pulverized
view
pieces
size
shows
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/069323
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸明 原田
清 井島
山口　仁志
直之 菅原
Original Assignee
独立行政法人物質・材料研究機構
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 独立行政法人物質・材料研究機構 filed Critical 独立行政法人物質・材料研究機構
Priority to CN2009801458599A priority Critical patent/CN102215988A/zh
Priority to EP09826152.2A priority patent/EP2359945A4/en
Publication of WO2010055906A1 publication Critical patent/WO2010055906A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/20—Disintegrating members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/007—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls specially adapted for disintegrating refuse
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/06—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
    • B03B9/061—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse the refuse being industrial
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/30—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
    • B09B3/35—Shredding, crushing or cutting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/52—Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/82—Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]

Definitions

  • the present invention relates to a technique for improving efficiency in recovering a pulverized product obtained by pulverizing a waste having an electronic device with a mill, particularly a rare element contained in the electronic device.
  • the pulverized electronic device is a pulverized product obtained by pulverizing a waste having an electronic device with a mill, and includes pulverized particles having a particle size less than a predetermined size and pulverized pieces having a size larger than that.
  • the TMR index of the pulverized particles is more than twice the TMR index of waste.
  • Invention 2 is characterized in that, in the pulverized electronic device according to Invention 1, the pulverized pieces more than twice the predetermined size are 90% or more of the crushed pieces.
  • Invention 3 is characterized in that, in the pulverized electronic device according to Invention 2, the pulverized pieces that are four times or more the predetermined size are 70% or more of the entire crushed pieces.
  • Invention 4 is characterized in that, in the pulverized electronic device according to any one of Inventions 1 to 3, the predetermined size is 1 mm.
  • a fifth aspect of the present invention is a screened and collected product obtained by selecting a pulverized product obtained by pulverizing an electronic device with a mill according to size, and pulverized particles having a predetermined size or less are obtained from the pulverized electronic device according to any one of the first to fourth aspects. It is characterized by being sorted and collected.
  • the method of the present invention is a process that can be simply introduced by simply placing a simple crushing step in the previous stage so as to make the charge possible.
  • the crushed particles can be further increased in concentration or separated by flotation, wind separation, etc. as a subsequent process, and can be directly subjected to wet dissolution. It can be separated and collected as a product.
  • this process alone does not require heat, water, or solvent, the cost of considering the surrounding environment can be greatly reduced, and the location can also be achieved in urban suburbs where used products are frequently generated.
  • the scale of the apparatus can be set together with the collection scale, and distributed processing in various regions is possible.
  • the bulk density of the product is improved for both the pulverized particles and the plate-like material, and transportation and subsequent processing can be made advantageous. With these advantages, it is effective in the development of “urban mines” for used products, and is useful for creating small and distributed systems.
  • the TMR (Total Material Requirement) coefficient is also called an ecological rucksack and indicates how many kilograms of natural resources are needed to obtain 1 kg of metal, and reflects the rarity of each metal. By weighting the component amount of the contained metal with this TMR, it is possible to determine the concentration of a highly rare metal without being bound by a specific metal. In a mobile phone with no waste, the TMR index is 122, whereas the crushed powder of the example is 1044, indicating that high concentration of rare metals is obtained. . As shown in Table 2, let us assume a hypothetical natural ore with a natural ore mining lower concentration limit.
  • the value of the TMR index obtained by weighting the components of this virtual natural ore with the TMR coefficient is 69 per gram, so if the TMR index exceeds 500 per gram, the high-quality natural ore exceeds the ⁇ urban ore (urban concentrates) ”.
  • the pulverization process is used for concentration of waste. Concentration of useful atoms by pulverization could be performed in the pulverization step.
  • the pulverized particles are mainly due to the pulverization of inorganic material parts, while the pulverized pieces can be obtained pulverized products with significant difference in size that seems to be due to organic material parts such as resin. It was.
  • the size of the pulverized particles and pulverized pieces was 1 mm, but due to the difference in the constituent materials of the waste, this figure is the shape and amount of the pulverizer used in the range of 0.5 mm to 2 mm and the pulverization time. It can be adjusted by the rotational speed of the material, pulverization time, etc.
  • the pulverized pieces have a level difference compared to the pulverized particles, it is easy to select them. Especially when 90% or more of the crushed pieces are more than twice the maximum size of the pulverized particles, or more than 70% of the crushed pieces are 4 times or more, the recovery efficiency of the pulverized particles is nearly 100%. We were able to.
  • the mill used in the present invention can be basically obtained by pulverizing electronic equipment using a conventionally known hole mill or gear mill.
  • a ball mill in addition to a planetary mill and a rolling mill, a stirring mill, a vibration mill, and the like are also a mechanism that pulverizes an object by mutual movement of a pulverizer, so that the same effect is expected.
  • the conventional purpose of using this kind of mill has been used so that the entire crushed pieces (particles) have a certain size or less.
  • the concentration of rare elements contained in the waste to be crushed (TMR index) : Participating substance total amount index, which is completed when the total amount of substance concerned (total material requirement) of 1 g becomes a pulverized particle (hereinafter referred to as “highly contained particle”) which is twice or more.
  • the use of pulverizers having different sizes was effective in making the sizes different between those containing useful atoms in the pulverized product and those other than that.
  • the following examples show that three types of pulverizers are used, but four or five types of pulverizers can be used.
  • the shape of the pulverizer is not limited to a spherical shape, and it is also effective to use different shapes, such as irregular shapes or square shapes, to vary the shape of the pulverizer used.
  • the method for obtaining the optimum grinding time by the trial is illustrated.
  • the target of crushing is not limited to mobile phones, electronic media such as USB memory and SD card, small electronic devices such as liquid crystal cameras and portable audio, home TVs, DVD recorders, personal computers and related devices, etc. However, it can be processed by rough crushing to a size that can be inserted into the mill. In addition to pulverization, crushing and joint separation are coexistent, so separation effects from dissimilar materials can be expected even for devices that do not contain a lot of rare metals such as AC adapters and dryers. It can be applied to further simplify the dismantling work.
  • the material of pulverizers and ball mill pots is not limited to metals such as stainless steel, high chromium steel, other iron alloys and cemented carbides, but also ceramics such as alumina and zirconia, and combinations thereof, as well as small diameters.
  • the effect is expected even when compound particles having high grindability such as silicon carbide are used in the pulverizer.
  • a deformed pulverizer having corners as shown in the figure as the pulverizer high-content particles can be obtained efficiently, and the pulverized product of the present invention can be rapidly generated.
  • Planetary ball mill manufacturer FRITSCH Model number: 05.20.1 Rated voltage: 110V Maximum power: 0.55KW (no load) Current during use: 4.3 A (rotation 5), 6.1 A (rotation 7) Number of rotations: 0 to 360 rotation ratio: Revolution (table) 1: Rotation (pot) 2 2) Rolling ball mill manufacturer: TERAOKA Model No .: 8KFD-203 Rated voltage: 200V Power consumption: 750W In-use power: 0.88A Rotation frequency: 0-60Hz
  • the cellular phone after processing remains in the shape of the structure such as aluminum and plastic and the substrate material, and the chip mounted on the surface of the substrate material is detached from the substrate material and further pulverized. And obtained as particles of less than 1 mm.
  • the remaining components of the mounting substrate and the structural material part are separated from the electronic components such as chips on the substrate, and the plating is also detached.
  • those with structural material properties such as the substrate itself, aluminum, plastic, etc. will wear to some extent but remain in their basic shape, and from aluminum devices such as mobile phones, aluminum, plastic, substrate materials, etc. It is effective to separate the structural material from the rare metal for function such as gold, silver, palladium and tantalum contained in the chip and plating.
  • FIG. 4 shows the change over time in the particle size distribution of 4 mm or less.
  • the powder becomes finer, and the chip after detachment is pulverized, and about 30% of the total weight becomes 1 mm or less.
  • the powder is not only separated and crushed but also pulverized by the effect of the ball mill. This also facilitates extraction by a post-treatment step of the rare metal that enters the powder.
  • TMR index for particles of less than 1 mm highly contained particles
  • Table 1 shows the mobile phone A (mobile A) and mobile phone B (mobile B) introduced in the pulverization experiment shown in Table 1
  • Table 2 shows the TMR coefficient, the rare element content and the TMR index for natural ores.
  • Table 3 shows a list of TMR coefficients.
  • FIG. 5 shows the result, and the chip is detached after one hour of processing and is recognized as a solid material different from the substrate. Further, over time, the weight change due to the wear of the substrate portion is small, but the chip is crushed to reduce the weight, and finally all is pulverized. As shown in FIG. 6, the substrate material and the aluminum plate on which the chip was not mounted were processed under the same conditions, but the change in weight was small. It was confirmed that it can remain as a product.
  • a chip mounting substrate is a combination of a large sphere, an irregular shape (the shape shown in the center of FIG.
  • FIG. 7 shows the result, and the chips are separated from the substrate while being pulverized by a combination of large, irregular, and small, and are effectively pulverized. The chips are released while being effectively crushed. Therefore, it turns out that it is pulverized after separation and it is easy to separate from the remaining substrate material.
  • Example of Rolling Ball Mill Even if the USB memory is processed by the rolling ball mill as it is, it is decomposed in the mill and chips and plating are detached from the substrate and powdered.
  • a rolling ball mill that can process a larger amount than a planetary ball mill and that does not require high rotation, so that power input can be suppressed to a low level (electric power: 176 W, ball input amount: 216).
  • electronic components such as chips mounted on a substrate using an irregularly shaped pulverizer were separated and pulverized.
  • a USB memory device was used, and the sample was loaded as it was in use (right in FIG. 8).
  • FIG. 8 shows a state after processing for 12 hours, a robust USB memory device is disassembled, a mounting board portion is exposed from inside, and electronic components such as chips are detached and powdered from the mounting board. This technology has been shown to be effective in rolling mills.
  • FIG. The photograph which shows the result of having processed the mobile phone in Example 1, and grind
  • 2 is a photograph showing a residue of a substrate part and a structure part in an intermediate process in Example 1.
  • 3 is a graph showing the progress of chip grinding after separation in Example 1.
  • FIG. The graph which shows the residual solid weight change (chip mounting board
  • 7 is a graph showing the weight change of a control substrate material and an aluminum plate in a chip detachment experiment in Example 3.
  • the graph which shows the effect of the deformed crusher of Example 3. 6 is a photograph showing the results of a USB memory processing experiment using the rolling ball mill of Example 4.
  • the front view which shows 1 of Example 5 Front view showing 2 of Example 5 Front view showing 3 of Example 5 The perspective view which shows 4 of Example 5 Front view showing 5 of Example 5 A perspective view showing 6 of Example 5 Front view showing 7 of Example 5
  • Front view showing 8 of Example 5 Front view showing 8 of Example 5 Front view showing 9 of Example 5 The perspective view which shows 10 of Example 5.
  • the perspective view which shows 16 of Example 5. A perspective view showing 17 of Example 5.
  • Front view showing 18 of the fifth embodiment A perspective view showing 19 of Example 5.
  • the perspective view which shows 20 of Example 5. The perspective view which shows 21 of Example 5.
  • the perspective view which shows 22 of Example 5. The perspective view which shows 23 of Example 5.
  • the perspective view which shows 22 of Example 5. The perspective view which shows 23 of Example 5.
  • the perspective view which shows 23 of Example 5. The perspective view which shows 24 of Example 5.
  • the perspective view which shows 24 of Example 5. The perspective view which shows 25 of Example 5.
  • FIG. The perspective view which shows 29 of Example 5.
  • Front view showing 30 of Example 5 Front view showing 31 of Example 5 The front view which shows 32 of Example 5.
  • Front view showing 36 of the fifth embodiment The perspective view which shows 37 of Example 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

【課題】 　本発明は、部品への分解と選別作業を実質的に不要もしくは著しく低減できるようにすることを目的とする。 【解決手段】　 本発明の電子機器粉砕物は、電子機器を有する廃棄物をミルにて粉砕した粉砕物であって、粒子径が所定の大きさ未満の粉砕粒子とこれ以上の大きさの粉砕片とからなり、前記粉砕粒子のＴＭＲ指数が、廃棄物のＴＭＲ指数の２倍以上であることを特徴とする。 本発明は、電子機器粉砕物において、前記粉砕片の内、所定の大きさの倍以上のものが粉砕片全体の９割以上であることを特徴とする。 本発明は、電子機器粉砕物において、前記粉砕片の内、所定の大きさの４倍以上のものが粉砕片全体の７割以上であることを特徴とする。 本発明は、電子機器粉砕物において、前記所定の大きさが１ｍｍであることを特徴とする。 本発明は、電子機器をミルにて粉砕した粉砕物を大きさにて選別した選別回収物であって、いずれかの電子機器粉砕物から所定の大きさ以下の粉砕粒子が選別回収されてなるものであることを特徴とする。

Description

電子機器粉砕物
　本発明は、電子機器を有する廃棄物をミルにて粉砕した粉砕物、特に電子機器に含有されている希少元素を回収するにあたり、その効率を向上する技術に関するものである。
従来より、自動車、携帯電話器、自動販売機、パチンコ台、パソコンやテレビあるいはテレビゲーム機その他、およそ自動機能を有する機器類の廃棄物の殆どすべてに電子機器を有しており、その電子機器には、金、銀、プラチナなどの貴金属や希土類元素等の希少元素を含有している。
これら希少元素は、希少故に天然鉱山からの収集には限りがあることから、前述した廃棄物を、希少元素を回収することを目的とした都市鉱山として、金、銀、プラチナなどの貴金属や希土類元素等の希少元素を回収して再利用することが試みられている。（特許文献１，４）　　
希少元素の含有濃度を示すＴＭＲ指数（表３に示す元素の含有濃度を示す指標）からすれば、天然鉱山に比べ高濃度であることからも、天然鉱山よりも都市鉱山を対象にするのがはるかに効率的と考えられる。
資源リスクの増大の中で、我が国の「都市鉱山」蓄積ポテンシャルの活用の重要性の認識は広まってきている。しかし、「都市鉱山」の可能性はあるものの、われわれはまだその「鉱脈」を見出しておらず、今も多くの使用済製品がリサイクルされることなく回収困難な散逸ストックとして散らばっている。
　製品からの希少金属リサイクルの取り組みは、国、自治体、企業レベルさらには個人レベルを含めて強められているものの、資源リサイクルとして連結したチェーン状態を形成するにはなかなか至っていない。
　この困難さの一因は、製品からの希少金属リサイクルはそれにより得られる希少金属の量よりはるかに大量の処理すべき廃棄物をともなっており、その処理コストを捻出しつつ希少金属の回収で得られる利得を、リサイクルチェーンを形成する経済主体で分割できるビジネスモデルを作るには、相当に安価なプロセスの連結でリサイクルチェーンを形成する必要があることがあげられる。
　例えば、使用済電子機器基盤の含有希少金属分を地金価格にした場合、一台当たりの希少金属回収による利得は一般に期待されているものよりはるかに小さく、プロセスコストを低く抑えることの重要性がわかる。
　現行のリサイクルシステム開発では、このプロセスコスト全体の低減を考えるよりは、有価なものを優先的に取り出していくピンポイント型の選別・摘出技術開発が数多く進められてきた。この技術開発も重要であるが、同時に、選別・摘出においては「安価な労働力による手選別」というオプションに勝るには高いハードルがあることも事実であった。
特許３８７８９９６ 特願２００３－４１２６６０ 特開２００４－２１６２８７ 特開２０００－２９４９１９
　発明者、原田はこの「安価な労働力による手選別」に勝つには、最終的に機械解体をも可能とする解体指向設計が製品設計で行われ、それがサプライチェーンのようにリサイクルチェーンとして管理されること以外にないとの発想から、それが不完全な現在の日本の使用済製品リサイクルでは、選別・摘出型にかわる混在物として処理するプロセスを準備しておく必要があると着想した。
　混在物として処理するプロセスの参考になったのは天然の鉱石の処理であり、天然の鉱石には目的元素以外に多数の副産物となる元素を含有している。現在の製錬技術はそれらを元素レベルで分離して取り出すことは得意であり、特に日本の技術はその世界の最先端にある。そこで、そのような製錬処理にかけやすいような希少金属を多く含有した原料、いわゆる「都市鉱石」、を製造できる低コストのプロセスを対象とした技術開発を行うこととした。　
　すなわち、
　　1) ヒトの認識能力、分離操作能力を極力使用しないこと
    2) 回収のままの状態からの処理が容易なこと
    3) 運転コストが小さく、都市立地も可能とする環境コストが小さいこと
　　4) 生成物の次段階での処理が容易なこと
を開発の目標とし、今回は、まず実験室レベルで、そのような可能性のあることを示すことで、「都市鉱石」製造の技術開発のひとつの例を提供することとした。
　本発明は、このような実情に鑑み、部品への分解と選別作業を実質的に不要もしくは著しく低減できるようにすることを目的とする。
発明１の電子機器粉砕物は、電子機器を有する廃棄物をミルにて粉砕した粉砕物であって、粒子径が所定の大きさ未満の粉砕粒子とこれ以上の大きさの粉砕片とからなり、前記粉砕粒子のＴＭＲ指数が、廃棄物のＴＭＲ指数の２倍以上であることを特徴とする。
発明２は、発明１の電子機器粉砕物において、前記粉砕片の内、所定の大きさの倍以上のものが粉砕片全体の９割以上であることを特徴とする。
発明３は、発明２の電子機器粉砕物において、前記粉砕片の内、所定の大きさの４倍以上のものが粉砕片全体の７割以上であることを特徴とする。
発明４は、発明１から３のいずれかの電子機器粉砕物において、前記所定の大きさが１ｍｍであることを特徴とする。
発明５は、電子機器をミルにて粉砕した粉砕物を大きさにて選別した選別回収物であって、発明１から４のいずれかの電子機器粉砕物から所定の大きさ以下の粉砕粒子が選別回収されてなるものであることを特徴とする。
　本発明により、電子機器を有する廃棄物を部品ごとに分解することなく粉砕しても、人手で行っていた分解作業以上にＴＭＲ指数を多く含んだ、粉砕粒子を容易に入手することができた。
　その結果、従来必要とされた廃棄物の分解作業をほとんど必要とすることなく、都市鉱山の回収作業が行えることとなり、その作業の効率を大幅に向上しえるにいたった。
　特に、発明２、発明３、発明４のように、希少元素のほとんどが含有された粉砕粒子とその他の粉砕片との間に大きさの落差を付けた粉砕物では、分級作業そのものも精度を要することなく容易に行えるので、より作業効率を向上しえるものである。
　なお、本粉砕物が生成される明確な理由は定かではないが、電子機器に含まれる希少元素のほとんどが結晶化された無機材料に含有されており、その他の部分はプラスチック等の有機材料にて構成されている点と無縁ではないと考えられる。
　無機材料は有機材料に比べ、一般に硬質で破砕しやすいものであり、さらに結晶化された無機材料はより破砕されやすい傾向にあることから、ミルによる粉砕により無機材料が有機材料より急速に粉砕され微小化される現象によるものかと推測する。
本発明は、「都市鉱石」化をボールミル法という単純なプロセスで可能であることを示し、「都市鉱石」化のための安価なプロセス技術の開発の余地がまだまだ十二分にあることを示した。
本発明の方法に限っていうならば、前段階に装入を可能なサイズとするだけの簡単な破砕工程をおけばよく、簡便に導入可能なプロセスである。かつ、破砕粒子は、その後工程として、浮選、風選などでさらに濃度をあげたり、分離することも可能な上、直接湿式の溶解に掛けることができるため、銅系レアメタル以外のレアメタルもバイプロダクトとして分離して回収することができる。
さらに、このプロセス単独では熱も、水も溶媒も不要なため、周辺の環境への配慮するコストが大幅に低減でき、かつ立地も使用済み製品の発生頻度の高い都市近郊においても可能となる。
また、ボールミルの特徴上装置規模を回収規模とあわせて設定することも可能であり、多様な地域での分散処理が可能となる。さらに、生成物は粉状の破砕粒子、板状物ともにかさ密度が向上しており、輸送やそれに引き続く処理を有利にすることができる。このようなメリットがあり、使用済み製品を対象とした「都市鉱山」の開発に有効であり、小型分散型のシステムつくりに役立つものである。
　「都市鉱石urban concentrates」に対する一般的な金属濃度基準などはまだ定まっていないが、含有する金属成分の化学分析値とそれぞれの金属の希少度を表すTMR係数を用いると数値的に表わすことができる。
　表2はその一例を示すものであり、特定の金属、たとえば金(Au)の分析値を見ても、処理以前の携帯の電子実装基板中の含有率は21g中の6.8mgで0.33%だったものが本特許による粉砕物では1.4%と数倍も濃縮されていることがわかる。しかし他方で、電子機器廃棄物では対象となる金属が特定の金属に限定されることはなく、タンタル、コバルト、白金族金属などが対象となる場合もあり、そのような際に金のような特定の金属の含有率で濃縮度を評価することは不十分である。
　TMR(Total Material Requirement)係数はエコロジカル・リュックサックとも呼ばれ金属を1kg得るために何kgの天然資源が必要だったかを示す量であり、それぞれの金属の希少度を反映している。このTMRで含有金属の成分量の重みづけすることで特定の金属にとらわれず希少度の高い金属の濃縮度を判定することができる。
　処理をほどこさない廃棄物のままの携帯電話機では、TMR指数が122であるのに対して、実施例の破砕粉は1044となっており希少金属の高い濃縮度が得られていることがわかる。
　なお、表2に示すように、天然鉱石の採掘下限濃度をもつ仮想的な天然鉱石を想定してみる。この仮想天然鉱石の成分をTMR係数で重みづけしたTMR指数の値は1g当たり69であるから、TMR指数が1g当たり500を超えれば、天然鉱石の高品位のものも超えた「都市鉱石(urban concentrates)」にまで濃縮されているとみなされる。
本発明では、廃棄物のＴＭＲ指数の２倍以上に濃縮した粉砕粒子を得ることで、従来から問題であった粉砕工程の煩雑さを解消し、粉砕工程を廃棄物の濃縮に利用したもので、粉砕による有用原子の濃縮を粉砕工程にて行うことができた。
さらに、粉砕粒子が主に無機材料部品の粉砕によるものであり、これに対して粉砕片が樹脂などの有機材料部品であることによると思われる大きさの相違が著しい粉砕物を得ることができた。
この粉砕粒子と粉砕片の大きさは１ｍｍを境にすることができたが、廃棄物の構成材料の違いにより、この数値は0.5ｍｍから2ｍｍの範囲で用いる粉砕子の形状や量及び粉砕時の回転速度、粉砕時間などにより調整可能である。
また、粉砕片は、粉砕粒子に比べ段差を持った大きさとなるので、両者の選別が容易である。
特に、９割以上の粉砕片が粉砕粒子の最大の大きさの２倍以上、または、７割以上のものが４倍以上となる場合は、粉砕物の粉砕粒子の回収効率を100％近くにすることができた。
　本発明で使用するミルは、基本的には従来周知のホールミルあるいはギヤーミルを用いて電子機器を粉砕することで得られる。ボールミルとして、遊星ミル、転動ミル以外にも攪拌ミル、振動ミルなども同じく粉砕子の相互運動により対象物を粉砕するメカニズムであるため同様の効果が期待される。
　従来のこの種ミルを使用する目的が、粉砕片（粒子）全体が一定以下の大きさになるように用いられていたが本願発明では、粉砕する廃棄物に含まれる希少元素の濃度（ＴＭＲ指数：関与物質総量指数のこと。物質１ｇの関与物質総量（Ｔｏｔａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ））が２倍以上となった粉砕粒子（以下高含有粒子と記す。）になった時点で完了する。
　本発明の実施に当たっては、大きさの異なる粉砕子を用いることが、粉砕物の大きさに有用原子を含むものとそれ以外のものとで、大きさを異ならせることに有効であった。
以下の実施例は、３種類の粉砕子を用いることを示したが、それ以上の４種類または５種類の粉砕子を用いることも可能である。
また、粉砕子の形状は球状に限らず、異形あるいは角形等の形状のものを一部に用いたりして、使用する粉砕子の形状を異ならせることも有効である。
その試行により最適な粉砕時間を求める方法を例示したものである。
粉砕の対象は、携帯電話のみならず、ＵＳＢメモリやＳＤカードのような電子メディア、液晶カメラや携帯オーディオなどの小型電子機器に限らず、家庭用ＴＶやＤＶＤレコーダー、パーソナルコンピュータとその関連機器などでも粗破砕を施しミルに挿入できるサイズにすることにより処理できる。
　粉化以外にも破砕と接合部の剝離が共存するため、ＡＣアダプター、ドライヤーなど希少金属含有量の多くない機器に対しても、異種素材の固着部分からの分離効果が期待され、解体作業のより一層の簡便化に適用できる。
　ボールミルでは、粉砕子、およびボールミルポットの材質は、ステンレス、高クロム鋼、その他鉄合金、超硬合金などの金属類だけでなく、アルミナ、ジルコニアなどのセラミクス、およびこれらの組み合わせ、さらには、小径粉砕子においてシリコンカーバイドなどの研削性の高い化合物粒子を使用しても効果が期待される。
　粉砕子として、図示するような角部を持つ異形粉砕子を用いることで、高含有粒子を効率良く得ることができ、本願発明の粉砕物を迅速に生成することができる。
当該異形粉砕子の形状として図１に示す他に、いがぐり状、角状など球と異なって不規則な衝撃を対象物に与えることのできる各種の形態が考えられる。また、大、小の球状粉砕子の両方、もしくはいずれかを異形粉砕子にしてもよい。
なお、以下の実施例において用いたミルは、次のものである。
１）遊星ボールミル
メーカー：ＦＲＩＴＳＣＨ
型　番　：０５．２０．１
定格電圧：１１０Ｖ
最高電力：０．５５ＫＷ（無負荷時）
使用時電流：４．３Ａ（回転５）、６．１Ａ（回転７）
回転数　：０～３６０回転
回転比　：公転（テーブル）１：自転（ポット）２
２）転動ボールミル
メーカー：ＴＥＲＡＯＫＡ
型　番　：８ＫＦＤ－２０３
定格電圧：２００Ｖ
消費電力：７５０Ｗ
使用時電力：０．８８Ａ
回転周波数：０～６０Ｈｚ
　実施例としての確認の本実験は遊星ミル（ポット径１００ｍｍ）を電流６．１Aを用いて行った。
　粉砕子（ボール）は、ボール大（１８mmφ）、小（４．７mmφ）を体積比１：２で９０８個使用した。
　資料は実際の携帯電話をポット内に装入できるようにおおよそ１０ｍｍ角程度に切り取ったものを粉砕した。
　処理時間は最長５時間とし、その中途過程でボールミルを開けて観察、計量した。
得られた試料の大きさ別重量は、表１に示す通りである。
大きさの選別は、乾式振盪フルイ法で行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　処理後の携帯電話機は図２のように、アルミ、プラスチックなどの構造部と基板材がほぼそのままの形状で残り、基板材表面に実装されていたチップなどが基板材から離脱し、さらには粉砕されて１ｍｍ未満の粒子となって得られた。
　実装基板および構造材部分の残存物は図３のように基板上にあるチップ等電子部品が分離し、めっきも離脱している。一方で基板そのものやアルミ、プラスチックなどの構造材的性質を有するものはある程度は磨耗するものの基本的な形状は保たれたまま残存しており、携帯等の電子機器からアルミ、プラスチック、基板材などの構造材と、チップやめっき中などに含まれる金、銀、パラジウム、タンタルなどの機能用希少金属を分離するのに有効である。
　また、中間過程（2ｈ）では図３の左下のように離脱前に破砕されたチップも確認され、接合部に限らずチップ等の優先破砕も利用できることも確認されている。
　図４に４ｍｍ以下の粒度分布の時間変化を示すが、処理が進むことで粉末は微細になっており、離脱後のチップは、粉砕され全重量の３割程度が１ｍｍ以下になる。また、単に離脱・破砕されるだけでなくボールミルの効果で粉末化が進む。これにより、粉末中に入る希少金属の後処理工程による抽出も容易になる。
前記表１における２時間粉砕の１ｍｍ未満の粒子（高含有粒子）に関するＴＭＲ指数及び、前記表１に示す粉砕実験にて投入した携帯電話器Ａ（携帯Ａ）と携帯電話器Ｂ（携帯Ｂ）並びに天然鉱石に関するＴＭＲ係数および、希少元素の含有量とＴＭＲ指数を表２に示す。
また、表３には、ＴＭＲ係数の一覧表を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　ＴＭＲの詳しい内容については、以下の文献を参照すれば明らかになる。
金属の関与物質総量の概算：原田幸明,井島清,片桐望,大蔵隆彦：日本金属学会誌、65巻 7号(2001)、564-570元素戦略アウトルック「材料と全面代替戦略」：独立行政法人物質・材料研究機構
チップの離脱状況の確認実験
　チップの実装された基板のみを処理し中間過程の変化を調べることでチップの脱落・粉砕の様子が確認された。
　基板にＩＣチップを一個実装しただけの単純な装入物、および、基板材のみ、アルミ板のみを同様に転動ミルに装入して、基板が粉砕されることなくチップが離脱、粉砕できることを確認している。
　図５はその結果であり、１時間の処理でチップが離脱し基板とは別の固形物として認識される。さらに、時間を経ると、基板部の磨耗による重量変化は少ないが、チップは粉砕され重量が減少し、ついには全てが粉化される。
　図６のように、チップの実装されていない基板材およびアルミ板で同一条件の処理を行ったが、重量変化は少なく、これらは本処理においても破砕されず磨耗による減量のみで、ほとんどを固形物として残存させることができると確認された。
異形粉砕子の効果
上記（図５）の処理と同時にチップを実装していない基板材のみおよび単独のアルミ板を装入し重量変化を見たが、それらの損傷・粉化の割合は少なく、粉末へのこれら基板材、構造材の混入の程度を抑えることができている。
　球状ではない異形粉砕子を用いるとボールの衝突時に不規則な衝撃を対象物に与えることができるため、基板に接合状態で実装されたチップを接合部以外からも破壊し、基盤からの離脱を容易にすることができる。その実施例として、チップ実装基板を、大球、異形（図１中央に示す形状のもの。）、小球を用いた粉砕子の組み合わせ（個数比１：１２：２５、投入量３０２個）と、大球、小球に異形の代わりに中球粉砕子（直径１２mmφ）を加えた３種の粉砕子全てを球状のボールとした組み合わせ（個数比１：５．４：２５、投入量２５１個）で、それぞれ電力６７０Ｗで処理してチップの離脱状況を比較した。
　図７がその結果であり、大、異形、小の組み合わせでチップは粉砕されながら基板から離脱していき、効果的に粉化されていく。チップが効果的に粉砕されながら離脱していく。そのため離脱後に微粉化されており残存基板材との分離が容易であることがわかる。
転動ボールミルによる実施例
ＵＳＢメモリをそのまま転動ボールミルで処理しても、ミル中で分解し、基板からチップ、めっきが離脱し粉化する。
　遊星ボールミルより多くの量が処理でき、かつ、高回転の必要が無いため電力投入も低レベルに抑えられる転動ボールミルで（電力１７６Ｗ、ボール投入量２１６個）、実施例3に示す組み合わせの大、中、異形の粉砕子を用いて基板に実装されたチップ等電子部品が、分離され、粉化されることを確認した。試料としては、ＵＳＢメモリ装置を用い、使用時のままの状態（図８の右）で装入した。図８は１２時間処理後の状態であり、堅牢なＵＳＢメモリ装置が解体され、中から実装基板部分が露出し、その実装基板上からはチップ等の電子部品が離脱・粉化されており、転動ミルにおいてもこの技術が有効であることが示された。
　異形粉砕子については、前記図1に示す他、表４～６に示すようなものが使用可能である。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
実施例１のボール（粉砕子）の組み合わせ例を示す写真。 実施例１における携帯電話を処理し、粉砕・分級した結果を示す写真。 実施例１における中間過程での基板部および構造部の残存物を示す写真。 実施例１における離脱後のチップの粉砕の進行を示すグラフ。 実施例２のチップ離脱実験の残存固形物重量変化　（チップ実装基板）を示すグラフ。 実施例３でのチップ離脱実験の対照基板材、アルミ板の重量変化を示すグラフ。 実施例３の異形粉砕子の効果を示すグラフ。 実施例４の転動ボールミルによるＵＳＢメモリ処理実験の結果を示す写真。 実施例５の１を示す正面図 実施例５の２を示す正面図 実施例５の３を示す正面図 実施例５の４を示す斜視図 実施例５の５を示す正面図 実施例５の６を示す斜視図 実施例５の７を示す正面図 実施例５の８を示す斜視図 実施例５の８を示す正面図 実施例５の８を示す正面図 実施例５の９を示す正面図 実施例５の１０を示す斜視図 実施例５の１１を示す斜視図 実施例５の１２を示す斜視図 実施例５の１３を示す斜視図 実施例５の１３を示す斜視図 実施例５の１３を示す斜視図 実施例５の１３を示す斜視図 実施例５の１４を示す斜視図 実施例５の１５を示す斜視図 実施例５の１６を示す斜視図 実施例５の１７を示す斜視図 実施例５の１８を示す正面図 実施例５の１９を示す斜視図 実施例５の２０を示す斜視図 実施例５の２１を示す斜視図 実施例５の２２を示す斜視図 実施例５の２２を示す斜視図 実施例５の２３を示す斜視図 実施例５の２２を示す斜視図 実施例５の２３を示す斜視図 実施例５の２３を示す斜視図 実施例５の２４を示す斜視図 実施例５の２４を示す斜視図 実施例５の２４を示す斜視図 実施例５の２５を示す斜視図 実施例５の２５を示す斜視図 実施例５の２７を示す斜視図 実施例５の２６を示す斜視図 実施例５の２８を示す斜視図 実施例５の２９を示す斜視図 実施例５の３０を示す正面図 実施例５の３１を示す正面図 実施例５の３２を示す正面図 実施例５の３３を示す正面図 実施例５の３４を示す正面図 実施例５の３５を示す正面図 実施例５の３６を示す正面図 実施例５の３７を示す斜視図

Claims (5)

  1. 電子機器を有する廃棄物をミルにて粉砕した粉砕物であって、粒子径が所定の大きさ未満の粉砕粒子とこれ以上の大きさの粉砕片とからなり、前記粉砕粒子のＴＭＲ指数が、廃棄物のＴＭＲ指数の２倍以上であることを特徴とする電子機器粉砕物。
  2. 請求項１に記載の電子機器粉砕物において、前記粉砕片の内、所定の大きさの倍以上のものが粉砕片全体の９割以上であることを特徴とする電子機器粉砕物。
  3. 請求項２に記載の電子機器粉砕物において、前記粉砕片の内、所定の大きさの４倍以上のものが粉砕片全体の７割以上であることを特徴とする電子機器粉砕物。
  4. 　請求項１から３のいずれかに記載の電子機器粉砕物において、前記所定の大きさが１ｍｍであることを特徴とする電子機器粉砕物。
  5. 　電子機器をミルにて粉砕した粉砕物を大きさにて選別した選別回収物であって、請求項１から４のいずれかに記載の電子機器粉砕物から所定の大きさ以下の粉砕粒子が選別回収されてなるものであることを特徴とする選別回収物。
PCT/JP2009/069323 2008-11-17 2009-11-13 電子機器粉砕物 WO2010055906A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009801458599A CN102215988A (zh) 2008-11-17 2009-11-13 电子设备粉碎物
EP09826152.2A EP2359945A4 (en) 2008-11-17 2009-11-13 Milled electronic appliance

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-293284 2008-11-17
JP2008293284A JP2010119906A (ja) 2008-11-17 2008-11-17 電子機器粉砕物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010055906A1 true WO2010055906A1 (ja) 2010-05-20

Family

ID=42170036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/069323 WO2010055906A1 (ja) 2008-11-17 2009-11-13 電子機器粉砕物

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2359945A4 (ja)
JP (1) JP2010119906A (ja)
CN (1) CN102215988A (ja)
WO (1) WO2010055906A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115463717A (zh) * 2022-09-02 2022-12-13 马鞍山市恒达冶金材料有限公司 一种矿山用高强度高韧性耐磨钢球

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3025806B1 (fr) * 2014-09-15 2019-09-06 Bigarren Bizi Procede de traitement et d'extraction de dechets electroniques en vue de la recuperation des constituants inclus dans de tel dechets
CN108283972B (zh) * 2018-04-12 2020-01-17 福州及时雨云信息科技有限公司 一种电子设备回收箱
CN109876919B (zh) * 2019-04-02 2020-08-04 中国科学院过程工程研究所 一种利用低温热处理整形从电子废弃物中分离金属与非金属的方法
EP4563227A1 (en) * 2023-11-28 2025-06-04 Freie Universität Berlin Bead for use in a milling device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06228667A (ja) * 1992-10-19 1994-08-16 Nec Corp プリント基板からの有価物の分離回収方法
JP2000135450A (ja) * 1998-10-30 2000-05-16 Mitsubishi Electric Corp 破砕装置及び選別処理装置及び破砕方法及び選別処理方法
JP2000294919A (ja) 1999-04-06 2000-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 廃プリント基板からの電子部品分離方法
JP2001046975A (ja) * 1999-08-17 2001-02-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合廃棄物の処理方法及び処理装置
JP3378996B2 (ja) 1992-05-23 2003-02-17 株式会社トプコン 神経回路網を用いた波形評価装置
JP2004216287A (ja) 2003-01-15 2004-08-05 Enseki Aojiru Kk ボールミル装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3923910A1 (de) * 1989-06-19 1990-12-20 Kamal Alavi Verfahren und anlage zur verwertung von geraeteschrott
US5829694A (en) * 1996-01-04 1998-11-03 Resource Concepts, Inc. Apparatus and systems that separate and isolate precious and semi-precious metals from electronic circuit boards
JP4355072B2 (ja) * 1999-12-22 2009-10-28 Ｄｏｗａホールディングス株式会社 通信機器の分別回収方法と装置
JP4643059B2 (ja) * 2001-05-31 2011-03-02 Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 樹脂付電子・電気部品からの金属の回収方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3378996B2 (ja) 1992-05-23 2003-02-17 株式会社トプコン 神経回路網を用いた波形評価装置
JPH06228667A (ja) * 1992-10-19 1994-08-16 Nec Corp プリント基板からの有価物の分離回収方法
JP2000135450A (ja) * 1998-10-30 2000-05-16 Mitsubishi Electric Corp 破砕装置及び選別処理装置及び破砕方法及び選別処理方法
JP2000294919A (ja) 1999-04-06 2000-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 廃プリント基板からの電子部品分離方法
JP2001046975A (ja) * 1999-08-17 2001-02-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合廃棄物の処理方法及び処理装置
JP2004216287A (ja) 2003-01-15 2004-08-05 Enseki Aojiru Kk ボールミル装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HARADA KOHMEI, IJIMA KIYOSHI, KATAGIRI NOZOMU, OKURA TAKAHIKO, JOURNAL OF JAPAN INSTITUTE OF METALS, vol. 65, no. 7, 2001, pages 564 - 570
See also references of EP2359945A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115463717A (zh) * 2022-09-02 2022-12-13 马鞍山市恒达冶金材料有限公司 一种矿山用高强度高韧性耐磨钢球
CN115463717B (zh) * 2022-09-02 2023-08-04 马鞍山市恒达冶金材料有限公司 一种矿山用高强度高韧性耐磨钢球

Also Published As

Publication number Publication date
EP2359945A1 (en) 2011-08-24
EP2359945A4 (en) 2017-06-21
JP2010119906A (ja) 2010-06-03
CN102215988A (zh) 2011-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Marra et al. Separation efficiency of valuable and critical metals in WEEE mechanical treatments
Yoo et al. Enrichment of the metallic components from waste printed circuit boards by a mechanical separation process using a stamp mill
AU2018203387B2 (en) Beneficiation of values from ores with a heap leach process
US10864528B2 (en) Reducing the need for tailings storage dams in the iron ore industry
Kumar et al. Recycling of printed circuit boards (PCBs) to generate enriched rare metal concentrate
JP5484712B2 (ja) 電子機器の粉砕方法
AU2017276325A1 (en) Reducing The Need For Tailings Storage Dams In The Iron Ore Industry
Nakhaei et al. Sulphur removal of iron ore tailings by flotation
Havlik et al. The effect of mechanical–physical pretreatment on hydrometallurgical extraction of copper and tin in residue from printed circuit boards from used consumer equipment
WO2010055906A1 (ja) 電子機器粉砕物
CN109482336A (zh) 一种低品位铌钛铀矿重选回收新工艺
CN102327808A (zh) 金矿尾矿处理工艺
CN100469905C (zh) 一种由含磷鲕状赤铁矿制备炼铁用铁精矿的方法
Daniel et al. Comminution efficiency attracts attention
CN102974453A (zh) 一种铜冶炼转炉渣处理工艺
Ellamparuthy et al. Separation and characterization studies of end-of-life mobile printed circuit boards
EP2226403A1 (en) Method of concentrating nickel in saprolite ore
Liu et al. Surface-grinding kinetics for the concentration of PGMs from spent automobile catalysts by attritor surface grinding
Ayeni et al. Secondary recovery of columbite from tailing dump in Nigerian Jos mines field
Galbraith et al. Beneficiation of printed wiring boards with gravity concentration
KR101380806B1 (ko) 부산물 처리방법
CA2989175C (en) Reducing the need for tailings storage dams in the iron ore industry
AU2013332243B2 (en) Beneficiation process for low grade uranium ores
JP6938414B2 (ja) 部品屑の処理方法
Oyelola et al. Extraction of a low grade zinc ore using gravity and froth flotation methods

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980145859.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09826152

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009826152

Country of ref document: EP