Waste handling

【発明の詳細な説明】 廃棄物の処理本発明は寸断された廃棄物や残さなどの廃棄物の処理に関する。 この廃棄物は、たとえばハンマーミルを用いて大きな金属スクラップを寸断して再利用することにより生じる。 典型的な重金属スクラップとしては、自動車、白色製品（ｗｈ ｉｔｅ ｇｏｏｄｓ）、鉄製小物、重鋼、および構造鋼がある。 原材料がハンマーミル内に供給されると、まず最初に寸断され、磁力およびうず電流によって鉄を含む製品と鉄を含まない製品とが別々の製造ラインに分けられる。 約７５％の廃車が原料を再生利用するために寸断設備に供給されている。 寸断されたものの約２５％が再生利用できない残さとして残り、主に埋め立て処理されている。 近年、埋め立て場の能力が不足してきており、このことがこれら残さの適切な処理コストを上昇させている。 このコスト増加と利益の減少によって、 車のリサイクルビジネスにおいて処理の危機が増加しつつある。 こういった処理に関する困難な状況が寸断プラントを閉鎖へと追い込んでいる。 このため、鉄鋼業界においては、鋼製造および同様の工程のための重要な原料源が欠乏しつつある。 寸断された廃棄物は、通常、金属、プラスチック、木およびゴムからなっており、寸断される原料の種類に応じて、銅、アルミニウム、ステンレス鋼に起因する他のエレメントおよびシリカを含むこともある。 本発明の目的は、経済的な再使用のために寸断された廃棄物の成分を可能なかぎり多く再生する手段を提供することである。 プラスチック、木およびゴムなどの廃棄物は炭素源として考えることができ、またアルミニウムは鋼工場のための金属源と考えることができる。 銅は精錬または精製する際に価値がある。 より詳細には、本発明は、ガススまたは砂から銅成分およびＳｉＯ ₂を取り除くか、または実質的に減少せしめて、リスクを伴うことなく鋼製造炉に加えられる適当な金属および炭素源を含む廃棄物と、精錬または精製に使いうる、銅に富んだ成分とを提供する方法に関する。 ひとつの局面において、本発明は、寸断された材料から軽量物を処理する方法を提供しており、該方法は、寸断しうる材料を寸断して重量物と軽量物を提供する工程を含んでおり、さらに、軽量物のサイズを噴射可能なサイズの粒子にまで減少させる工程、前記粒子と磁性物質を混合して、磁性物質で被覆された粒子とあまり被覆されていない粒子とを提供する工程、混合物を磁性分離する工程、および磁気を帯びた粒子を炉中に噴射する工程を含むことを特徴としている。 寸断された廃棄物の一典型例は、重量物の分離前には以下の成分を有している（重量％）。

原料に応じて、寸断された廃棄物は熱および／または圧力によって他の物質が付着したプラスチックを含むこともある。 利用する前に金属片をプラスチックカバーから取り出す必要がある。 寸断された軽量物は、プラスチック、ゴム、木、布片、ガラス、鉄および非鉄粒子、プラスチック繊維および不活性物質の木均質な混合物である。 非金属成分が総重量の約２５％を占める。 前記物質の小さな粒子を含む、種々の大きさの細かいプラスチック繊維の「ボール」がある。 これらのボールの中には、小さなワイヤー状の銅や、小さなロッド状の銅や、微小ペレットまたはスパイラル状の銅を含む、小さな鉄および非鉄粒子も含まれている。 これらの小さなワイヤのなかには、孔やフックをもっているものもあり、細いプラスチック繊維中にとり込まれている。 主に前述した物質の微小粒子からなる多数の集塊とともに大きなピース（piece）も存在している。 長さ１〜数ｍｍ未満の細いプラスチック繊維が、湿気および鉄粒子上の観察しうるさびと結合して、非常に不均質な形状（ペレット、立方体、ロッドなど）の集塊になる。 これらの形状は、指と指のあいだで簡単にくずれうる。 ミクロンサイズの粉体の大部分が、このような集塊に付着して、当該集塊の一部を構成する。 小ロット、三角形、スパイラルまたはループ状の、長さ１ｍｍ〜３ｃｍ未満の銅および／または金属粒子はこれら集塊中に繊り込まれるか、または「まゆ」の中に取り込まれる。 これら金属粉子の大部分は、しかしながら、露出している。 軽量物は細砕または同様の工程によって寸法が減ぜられ、粒子を炉中に噴射しうる装置に適した平均粒子径になる。 通常、粒子は約８ｍｍ未満の平均粒子径になる。 細砕は、適切な寸断機または回転もしくは圧力ミキサ内で行なうことができる。 サイズが小さくなった粒子を磁性粒子と混ぜると、前記サイズが小さくなった粒子は可能なすべての粒子に付着しようとする。 これらは、プラスチック、繊維、木、ゴムの粗い表面に好んで付着しようとする。 これらは銅線のなめらかな表面には容易に（ときとして、全く）付着しないことが観察された。 そして、この特性の差が銅およびＳｉＯ

₂を他の材料から分離する独創的なやり方である。 磁性材料はミルスケールであることが好ましく、選択的に油と、水などの坦体とを供給してもよい。 磁性材料の水の含有は約１０〜２５重量％であることが好ましい。 水は意図的に加えてもよく、あるいはミルスケールもしくは寸断された廃棄物または両方から除去してもよい。 磁性ミルスケールスラリーの代わりに、油を含んだ形態、または含まない乾燥した形態も使用されうる。 たとえば、溶鉱炉のガススラッジおよび粉体、ベッセマー転炉のスラッジおよび粉体が利用できる。 少なくとも１．５分間ロータリーミキサーの中で混合がなされるのが好ましい。 典型的には、寸断された廃棄物の塊は銅を含んでおり、いくらかの銅を分離し、銅の含有量が少ない粒子を供給しうるように磁性分離が行われる。 銅は炉またはセメントキルン（kiln）へのフィードチャージとして用いられる。 他の材料を加えることは有利である。 その例にはフライアッシュおよびライムが含まれる。 これらは磁性分離の前または後で選択的に加えられる。 フライアッシュは少なくとも２分間粒子と混合されるのが好ましい。 酸化カルシウムはフライアッシュに加えられるのが好ましい。 フライアッシュは、約７０〜９０ミクロンの粒径を有しているのが好ましい。 化合的に結合されていない酸化カルシウム（free CaO） フライアッシュの代わりに燃やされたライムも用いられる。 もし寸断された廃棄物中に水和プロセスをもたらす充分な湿気がないばあい、水の量の割合が追加されなければならない。 他の局面において本発明は、炉またはキルンにおいて用いるためのチャージ（ charge）であって、寸断された廃棄物の軽量物から得られる、プラスチックで被覆された噴出しうる磁化されたチャージと、寸断された廃棄物の軽量物から粒子を含む混合物銅とシリカを分離する方法を提供している。 該方法は、混合物に磁性物質を加え、当該混合物を磁性分離し、銅およびシリカを回収してなる。 本発明を充分によく理解するために、図１のフローチャートと共に読まれるべきつぎの実施例について説明する。

実施例中古車などの素材をハンマーミルで処理し、金属材料のストックとして役立つ重量物および軽量物を得た。 軽量物は銅、アルミニウム、ステンレス鋼、ガラス、およびＳｉＯ

₂ （たとえば、砂）を含む叙上の組成物と、プラスチック、木、 ゴムなどの炭素を含む材料とを有していた。 軽量物を粉砕し、平均長さが約８ｍ ｍの粒子を含む集塊を得た。 この処理の結果、廃棄物を構成している大量の集塊が砕かれるかまたはこなごなにされ、これらの集塊内に含まれ、付着している金属粒子のいくつかが現れた。 水の含有率が約１０〜２５％のミルスケールスラリーが集塊に加えられ、強制練りミキサー内で１．５ないし２分間混合された。 廃棄物からの微粒子は、ミルスケールスラリーの水分を含んだ油の微粒子と結合し、裸眼で見たとき独特の丸い形状を有するマイクロ集塊を形成する。 顕微鏡で観察すると、これらの小さい集塊が「うに」の形状を呈していることが見られる。 ミルスケールがプラスチック、ゴムおよび木の粒子に付着しているあいだは、銅のワイヤは被覆されていなかった。 なぜなら被覆媒体ワイヤの平滑面に付着できないからである。 石炭火力ステーションからの約２０％（重量パーセント）のフライアッシュは約８％のＣａＯと共にこの２成分混合に加えられ、約２ 分間混合されて実質的に乾燥した粒子を形成した。 灰の粒径は約７０〜９０ミクロンである。 ０．５ｍｍを超える大きさの２ないし３の金属の薄膜が新たに製造された集塊内に存在することが顕微鏡により観察された。 かかるスケールの薄膜の大きい集塊が、洗浄された表面にゆるく存在していた。 かなりの銅ワイヤが目にみえるほどに存在し、これには微粒子は付着していなかった。 銅の部分に加えて、他の金属および鋼／ワイヤが現れた。 （いくつかの銅ワイヤが「まゆボール（cocoon b all）」によってからみ合わされており、混合の処理の結果として取り出せない）ミキサー内の塊の機械的処理の結果、鋭いエッジの小さいスケールの薄膜がたくさんのまゆの集塊を切断したり、粉砕したりする。 微小な灰の粒子は、プラスチックの繊維ならびに寸断およびミルスケールの粒子からなる小さい集塊を被覆した。 粒子は水和プロセスが生じるために２日ないし３日間放置した。 これは放熱である。 約２４時間後、集塊の温度は周囲温度に達した。 閉じられた部屋で貯蔵された。 破片の集塊を濡らしても、より速い乾燥をもたらした。 すなわち、水分の蒸発が増大した。 熱を加えることなく湿気を１０％未満まで低減できる。 被覆された粒子と、被覆されていない粒子とからなる混合を、従来の磁性分離器に供給した。 磁性物質は、銅、アルミニウム、特殊な鋼、ガラス、ＳｉＯ

₂などの非磁性物質から容易に分離された。 化学分析によれば、寸断された未処理の物にくらべて、銅の割合が約６０％ まで減少できた。 処理された混合は、銅およびＳｉＯ

₂の最小の割合を残した。 プラスチック、木、ゴム、磁性金属の粒子からなるこの混合は高炉に加えることができる。 なぜなら、炉内の雰囲気は実質的に酸素がなく温度がひじょうに高く、プラスチックが製品によって好ましくないものを形成することなく燃焼されるからである。 分離された銅、アルミニウム、ステンレス鋼およびシリカが適切な工業的なプロセスにおける使用のために回収された。

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