线状物的去除方法、线状物的去除装置以及电子、电气设备部件屑的处理方法
技术领域
本发明涉及线状物的去除方法、线状物的去除装置以及电子、电气设备部件屑的处理方法，尤其涉及适用于使用完的电子、电气设备的再利用处理的线状物的去除方法、线状物的去除装置以及电子、电气设备部件屑的处理方法。
背景技术
已知用于从分选对象物中选择性地去除例如线状物这样的特定的异物的装置。例如，在日本特开2015-150505号公报(专利文献1)中记载了一种分选装置的例子，其通过利用振动筛的分选和利用气流的分选而从长条状材料的混合材料中分选出目标分选对象。
另外，从近年的资源保护的观点出发，从废家电制品、PC、或移动电话等电子、电气设备部件屑中回收有价金属变得越来越盛行，其高效的回收方法得到研究。例如，在日本特开2015-123418号公报(专利文献2)中记载了如下内容：在将包含铜的电子、电气设备部件屑焚烧后，将其粉碎到规定的尺寸以下，并将粉碎后的电子、电气设备部件屑在铜的熔炼炉中进行处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-150505号公报
专利文献2：日本特开2015-123418号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，如图8的(a)以及图8的(b)所例示的那样，专利文献1所记载的方法均仅公开了用于对长条线状以及长条飞散性的分选对象物进行分选的分选装置，并未将包含板状、柱状、筒状等长条状物以外的形状的异物在内的分选对象物作为分选对象。
如专利文献2记载的那样，在将焚烧处理后的电子、电气设备部件屑在熔炼炉中进行处理的情况下，若在电子、电气设备部件屑中存在铝、锑、铁、镍等冶炼阻碍物质，则有时会降低对该电子、电气设备部件屑进行处理的熔炼炉的处理效率。为了抑制冶炼阻碍物质向熔炼炉的投入，期望预先进行极力减少投入熔炼炉的电子、电气设备部件屑中的冶炼阻碍物质的处理。
另外，近年来，从电子、电气设备部件屑中分离并处理单体部件也开始得到研究，但现状是难以从多种多样且多形状的部件屑中选择性地分离回收所希望的单体部件，并且已经进行了各种研究。
特别是，在电子、电气设备部件屑中包含包覆线、铜线或鸟巢等线状的物体(以下称为“线状物”或“线屑”)。线状物在从多种多样且多形状的部件屑中分选所希望的单体部件时容易与其他部件、设备发生缠绕，从而有可能引起分离精度的恶化、设备故障。另外，在包覆线中，覆盖部分中含有作为冶炼阻碍物质的Sb，有时会由于包覆线混入熔炼炉而对熔炼炉的操作造成影响。
鉴于上述课题，本发明提供能够高效地从包含各种形状的被分选物中分选线状物的线状物的去除方法、线状物的去除装置以及电子、电气设备部件屑的处理方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明人等进行了深入研究，发现通过向振动筛机组合特定的过滤器并进行筛选，能够高效地从包含各种形状的被分选物中去除线状物。
基于以上的见解而完成的本发明一方案提供一种线状物的去除方法，该线状物的去除方法包括：将具备在原料的供给方向上相互隔开间隔地延伸的多个杆的过滤器配置于振动筛机内，在过滤器上配置至少包含线状物和板状物的原料，并对过滤器施加振动，从而将线状物向筛下侧筛分。
在一实施方式中，本发明的线状物的去除方法包括如下步骤：在与原料接触的多个杆的表面形成有用于将线状物向筛下侧筛掉的曲面。
在另一实施方式中，本发明的线状物的去除方法包括如下步骤：基于原料中所含的板状物的大小来调整多个杆间的间隔以及多个杆的直径。
在其他实施方式中，本发明的线状物的去除方法包括如下步骤：多个杆间的间隔被调整为线状物的代表直径的1.2～6倍且比板状物的最小短径窄。
在其他实施方式中，本发明的线状物的去除方法包括如下步骤：在过滤器上配置按压原料的按压构件并进行筛分。
在其他实施方式中，在本发明的线状物的去除方法中，振动筛机具备在过滤器的上游侧配置的平板状的工作台，该线状物的去除方法还包括如下步骤：通过对被供给到工作台上的原料施加振动而使原料在工作台上分散；以及将分散后的原料从工作台上向过滤器上供给。
在其他实施方式中，在本发明的线状物的去除方法中，原料是电子、电气设备部件屑，板状物包含基板屑，线状物包含线屑。
本发明另一方案提供一种电子、电气设备部件屑的处理方法，该电子、电气设备部件屑的处理方法包括：通过将具备在原料的供给方向上相互隔开间隔地延伸的多个杆的过滤器配置于振动筛机内，在过滤器上配置至少包含基板屑和线屑的原料，并对过滤器施加振动，从而将线屑向筛下侧筛分。
在另一实施方式中，在本发明的电子、电气设备部件屑的处理方法中，线屑包含包覆线。
本发明又一方案提供一种线状物的去除装置，该线状物的去除装置具备：振动筛机；过滤器，其配置于振动筛机内，且具备在原料的供给方向上相互隔开间隔地延伸的多个杆；以及振动附加机构，其对过滤器施加振动，在过滤器上配置至少包含线状物和板状物的原料，并对过滤器施加振动，从而将线状物向筛下侧筛分。
在一实施方式中，本发明的线状物的去除装置还具备按压构件，该按压构件能够从上部按压配置于过滤器上的所述原料。
在另一实施方式中，在本发明的线状物的去除装置中，按压构件具有弹性。
在其他实施方式中，在本发明的线状物的去除装置中，按压构件在原料的供给侧具有固定于振动筛机的固定端，在原料的排出侧具备未固定于振动筛机的自由端。
在其他实施方式中，在本发明的线状物的去除装置中，固定端固定于将原料向过滤器上供给的供给口的上方，以固定端为起点，按压构件从原料的供给侧朝向排出侧悬挂，按压构件的自由端在原料的排出侧处在将原料按压于过滤器上的状态下能够在上下方向上移动。
在其他实施方式中，在本发明的线状物的去除装置中，振动筛机具备在过滤器的上游侧配置的平板状的工作台，通过对被供给到工作台上的原料施加振动而使原料在工作台上分散，并将分散后的原料从工作台上向过滤器上供给。
在其他实施方式中，在本发明的线状物的去除装置中，原料是电子、电气设备部件屑，板状物包含基板屑，线状物包含线屑。
发明效果
根据本发明，可提供能够高效地从包含各种形状的被分选物中分选线状物的线状物的去除方法、线状物的去除装置以及电子、电气设备部件屑的处理方法。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的线状物的去除装置的示意图。
图2是示出本发明的实施方式的过滤器的示意图。
图3是示出过滤器所具备的多个杆的间隔与半径的关系的示意图。
图4是是示出从过滤器的上表面观察时的分选状态的示意图。
图5的(a)是示出关于本发明的实施方式的线状物的去除装置从原料的供给方向观察时的按压构件的位置关系以及板状物与线状物的分选状态的示意图，图5的(b)是示出关于本发明的实施方式的线状物的去除装置从杆的延伸方向观察时的按压构件的位置关系和板状物与线状物的分选状态的示意图。
图6是示出对线屑的线径与累积重量比例的关系进行评价而得到的结果的曲线图。
图7是示出配置杆直径8mm、杆间隔1.5mm的过滤器作为配置于振动筛机内的过滤器，对每个部件进行筛选时的各分配率的曲线图。
图8是示出配置杆直径5mm、杆间隔4.0mm的过滤器作为配置于振动筛机内的过滤器，对每个部件进行筛选时的向筛下的分配率的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。作为在本发明的实施方式的线状物的去除方法中利用的原料，只要是至少包含线状物和板状物的原料则没有特别限定。虽然作为线状物并不限制于以下内容，但其意味着具有短径和长径的线状构件，例如能够包含电线、线缆、导线等各种布线。作为板状物，只要是板状的构件则没有特别限定，例如可以举出基板、塑料板、金属板等。典型地，例如能够适当地利用具有1cm2以上的表面积，且厚度2mm以上的板状构件。
在原料中能够包含线状、板状以外的例如筒状、柱状、方形状、不规则的块状等立体形状物。需要说明的是，在以下的说明中，以使用电子、电气设备部件屑作为原料的情况为例进行了说明，但如上所述，在本发明的实施方式中使用的原料并不限定于电子、电气设备部件屑，这是不言而喻的。
本发明的实施方式中的“电子、电气设备部件屑”是指对废家电制品、PC、或移动电话等电子、电气设备进行粉碎后得到的屑，是指在回收后被粉碎为适当大小的屑。在本发明中，用于产生电子、电气设备部件屑的粉碎可以由处理者自身来进行，也可以是将在市内粉碎的粉碎物进行购入等而得到的粉碎物。
作为粉碎方法，并不限定于特定的装置，但并不包括属于粉碎机的类别的装置。另外，期望尽可能不损伤部件的形状的粉碎，例如可以举出基板表面剥离装置、交叉粉碎机(cross flow shredder)、立式旋转粉碎机等。另外，也可以使用部件分离器(partsseparator)等粗粉碎机。
虽并不限定于以下内容，但在本实施方式中，电子、电气设备部件屑优选被粉碎为最大直径100mm以下的程度。并且，优选的是，对本实施方式的电子、电气设备部件屑的原料预先进行粗粉碎，从而预先以电容器、塑料、基板、线屑、IC、连接器、金属等形态进行单体分离。由此，后述的基于转选机的特定的单体部件的分选变得更容易。
也可以是，对粗粉碎后的电子、电气设备部件屑进行风力分选，将在3～20m/s的风力分选中分选出的轻量物作为本实施方式的处理对象。通过组合风力分选，分选效率提高。风力分选可以在以下所示的线屑的筛分之前进行，也可以在线屑的筛分之后进行。虽然由于电子、电气设备部件屑中所含的材料而不同，但对于基板、IC等贵金属含有物与金属的分离，将风速设为10～18m/s，更优选设为15～18m/s，为了提高电容器的浓缩、金属的分离，将最佳风速设为5～15m/s，更优选设为8～12m/s。需要说明的是，在从包含对后述的过滤器3的堵塞、之后的分类机分选中的传感器的误检测造成影响的膜、粉状物、塑料等在内的部件屑中分离塑料的情况下，优选将风速设为5～8m/s，更优选设为6～7m/s。
在本实施方式中，例如使用图1所示的振动筛机1从原料中、即在此为从电子、电气设备部件屑中筛分出线屑来作为电子、电气设备部件屑中所含的线状物。“线屑”意味着由铜、铜合金或铝等构成的在电子、电气设备的设备间布线、设备的内部使用的电线。在线屑中包含被称为包覆线、铜线或鸟巢等的细长的线状的屑等。
线屑在分选电子、电气设备部件屑时容易与其他部件、设备发生缠绕，从而有可能引起分离精度的恶化、设备故障。在线屑中，尤其在包覆线中，覆盖部分中包含约0.3％左右的作为冶炼阻碍物质的Sb。由于包覆线混入熔炼炉，因此有时会对熔炼炉的操作造成影响。
在本实施方式中，在使用振动筛机1从电子、电气设备部件屑中筛分线屑的情况下，通过筛选来分离包覆线，从而能够将作为冶炼阻碍物质的Sb向熔炼炉的处理系统外去除。
作为振动筛机1，使用一般能够获得的装置即可，对其详细结构没有特别限定。但是，在线状物的筛选时，特别对过滤器3的形状下工夫。具体而言，如图2或图3所示，通过将具备相互隔开间隔y地延伸的多个杆2的过滤器3配置于振动筛机1内，能够提高线屑的筛选效率。
多个杆2在实质上与原料的供给方向平行的朝向(参照图2以及图4)上延伸，并且，多个杆2隔开间隔y(参照图3)且相互平行地延伸。如图1所示，电子、电气设备部件屑从工作台4上被配置于过滤器3上，并在过滤器3上被施加振动，从而如图5的(a)以及图5的(b)所示，向筛上侧分选出由基板、IC等板状物构成的贵金属含有物，向筛下侧分选出包含包覆线的线屑。为了提高分选效率，工作台4以及过滤器3也可以以相对于水平面倾斜的方式配置。
工作台4由实质上不具备用于筛掉屑的间隙的平板状的板构成，原料在被供给到过滤器3前首先被供给到工作台4上。首先对被供给到工作台4上的原料施加振动，从而能够使原料在工作台4上分散。然后，将分散后的原料从工作台上向过滤器上供给，从而能够进一步提高线状物与板状物在过滤器3的分选效率。另外，通过在工作台4上暂时对原料施加振动，也具有能够使线状物的方向一致的效果。对工作台4施加的振动可以与对过滤器3施加的振动为相同程度。
如图3所示，优选在多个杆2的表面形成有用于向筛下侧筛掉线屑的曲面R。由于线屑具有线形状，因此若杆2的表面有棱角，则有时线屑会在沿着原料的供给方向移动时被杆2钩住并翘起，从而无法顺利地向筛下侧筛选。
通过向多个杆2的表面赋予曲面R，能够使线屑与杆2的接触更加顺畅，因此能够进一步提高线屑的筛选效率。需要说明的是，也可以对多个杆2的表面实施用于使与线屑的接触顺畅的表面加工等。
在此，优选的是，基于电子、电气设备部件屑中所含的基板X的大小来调整杆2间的间隔以及杆的直径。具体而言，例如，如图3所示，若将被供给到过滤器3上的电子、电气设备部件屑中所含的基板的平均尺寸(直径)设为xmm，将杆间距离设为y，将杆半径设为r，则优选以具有r2+(y+2r)2＝(x+r)2的关系的方式调整杆2间的间隔y以及半径r。
例如，优选的是，多个杆间的间隔被调整为线状物的代表直径的1.2～6倍且比板状物的最小短径窄。在此，线状物的“代表直径”是指，提取原料中的线状物的任意的10点，算出所提取的10点的线状物的长径侧的平均直径。反复进行该操作5次，将5次的平均值作为“代表直径”。另外，对于板状物的最小短径也同样意味着，提取原料中的板状体的任意的10点，算出所提取的10点的板状物的短径侧的平均直径，将反复进行该操作5次所得的平均值作为“最小短径”。
具体而言，虽并不限定于以下内容，但例如，杆直径(2r)能够设为1～15mm。杆间隔能够设为1～10mm，更优选设为1.5～5mm。
在本实施方式中，更优选的是，在配置于过滤器3上的原料的上方，配置按压原料的按压构件5来对原料进行筛分。作为按压构件5，只要具有能够抑制原料中所含的板状物因对过滤器3施加的振动而旋转并抑制该板状物从杆2之间掉落的材质以及形状即可。
例如，作为按压构件5，能够使用具有弹性并能够通过其弹性力来保持原料的橡胶材料、树脂材料、海绵材料等弹性构件。具有弹性的乙烯树脂片等也能够用作按压构件5。通过使用弹性构件作为按压构件5，能够与振动的过滤器3保持一定距离地与原料一起移动，因此能够抑制原料中的板状物的不必要的旋转。作为按压构件5，也可以是具有一个或多个孔以具有与原料的适当的摩擦力的构件。
按压构件5可以在被供给到过滤器3上的原料的上方层叠多张，但若层叠过多，则关于原料所含的部件的形状、大小的偏差较大的对象物，有时载荷的调整变得困难。能够以从原料的上方按压按压构件5的方式施加负载，但若负载过大，则有时基板等板状物会按压构件5与过滤器3之间堵塞。
按压构件5的厚度能够根据使用的原料来适当选择最佳的厚度。虽并不限制于以下内容，但例如在使用橡胶材料作为按压构件5的情况下，优选将厚度2～20mm左右的片状的构件以向原料上覆盖的方式配置。通过使用按压构件5覆盖原料，并向电子、电气设备部件上施加适当的负载，从而筛选效率提高。也可以在按压构件5上放置铁板等重物以调节载荷。
如图5的(b)所示，对于按压构件5，优选的是，原料的供给侧的一端具有固定于振动筛机1的固定端，原料的排出侧的另一端具备未固定于振动筛机1的自由端。由于按压构件5的一端被固定，能够防止按压构件与原料一起向原料排出侧流动，并且由于按压构件5的另一端为自由端，按压构件5的另一端容易配合原料的形状以及振动而动作，因此能够更适当地按压原料。
如图5的(b)所示，按压构件5的固定端固定于将原料向过滤器3上供给的振动筛机1的供给口的上方(上端)。以该固定端为起点，按压构件5具有从原料的供给侧朝向排出侧悬挂的结构，按压构件5的自由端在原料的排出侧处在将原料按压于过滤器3上的状态下能够在上下方向上移动。通过具有这样的结构，在原料的供给侧，原料容易振动，能够容易使线状物的方向一致，并且在原料的排出侧，利用按压构件5按压原料的基于振动的上下移动，从而能够容易将线状物向过滤器3的下方筛掉。
按压构件5能够配置为具有覆盖过滤器3整面的大小。由此，能够利用1片按压构件5来按压位于过滤器3上的所有原料的不必要的旋转，从而能够抑制板状物从杆2之间落下。或者，也可以将多个按压构件5从原料的供给方向朝向原料的排出方向配置多个。
使用振动筛机1的原料的筛分优选反复进行2次以上。例如，在使用电子、电气设备部件作为原料的情况下，通过第一阶段的筛分，进行电子、电气设备部件中的带部件的基板与没有部件的基板的分离。然后，通过第二阶段的筛分，对没有部件的基板进一步进行筛分，从而能够使电子、电气设备部件整体的约4成左右的基板向筛上侧转移。
另外，除了两个阶段的筛分以外，还实施基于按压构件5的向电子、电气设备部件的载荷调整，从而在第二阶段的筛分结束的时间点，电子、电气设备部件所含的基板的约7成能够向筛上侧转移，并能够使使线屑(包覆线)的约9成向筛下侧转移。
向过滤器3施加的振动的大小是任意的，其只要是能够使线状物朝向一致的程度的大小则没有特别限制。振动方向优选是与杆2的延伸方向相同的方向、即与原料的供给方向平行的方向(前后方向)。在进行连续处理的情况下，优选的是，除了前后方向以外，还使过滤器3在上下方向上振动。振幅只要是原料向前行进的振幅则可以是任意振幅，且振幅能够根据原料的处理量而适当设定。用于供向过滤器3赋予的振动的装置可以是直线型也可以是旋转型，只要是能够产生规定的振动装置则没有特别限定。
例如，能够以使与过滤器3上表面垂直的方向的振幅(上下方向的振幅)以及前后方向的振幅为0.5～10mm的方式赋予振动。在振幅过大的情况下，有时线屑的分离效率会降低，在振幅过小的情况下，明显无法得到振动的效果，因此振幅更优选为5～8mm。或者，虽并不限制于以下的例子，但能够对过滤器3施加振动频率50Hz左右的振动，并以使从振动源向过滤器3传递的振动传递率(加振率)为10～90％之间的方式调整振动的大小。
振动能够断续地或连续地对过滤器3赋予。通过连续地赋予振动而能够稳定地进行线屑的回收处理，通过断续地赋予振动而能够省略振动的驱动所需的动力。
实施例
以下，将本发明的实施例与比较例一并示出，但这些实施例是为了更好地理解本发明及其优点而提供的，并不意味着发明被限定。
使用电子、电气设备部件屑原料作为原料，对于以15m/s对该电子、电气设备部件屑原料进行风力分选而得到的轻量物，使用振动筛机(气工社制、VSB-312、筛选尺寸W300×L1200mm、处理能力0.2t/h)进行筛分。如图1所示，在振动筛机内，并列配置工作台以及过滤器并进行筛分。
对于过滤器，将杆间间隔1.5mm、杆直径8mm的铜线用过滤器、以及杆间间隔4.0、5.0、6.0mm、杆直径5mm的包覆线用过滤器中的任一个与工作台相邻地配置。在配置于过滤器上的轻量物上配置弹性体(橡胶板)并进行筛分。
＜线屑和基板的分选特性＞
作为包含线屑的部件屑，准备表1所示的试验材料。
[表1]
使用材料A以及B，将对线径与累积重量比例的关系进行评价而得到的结构在图6中示出。通过图6可知，铜线的线形尺寸全部为1.5mm以下。即可知，过滤器的杆间距离只要为1.5mm左右，则能够从部件屑中分选出铜线。另一方案可知，对于包覆线，8成以上的线形尺寸为4.0mm以下，因此只要杆间距离为4.0mm左右，则能够从部件屑中分选出包覆线。
对基板进行图3所示那样的建模，将含有材料A作为线屑的部件屑中的基板尺寸(直径)设为xmm，将杆间距离设为y，将杆半径设为r，以具有r2+(y+2r)2＝(x+r)2的关系的方式调整杆2之间的间隔y以及半径r，对其进行评价而得到的结果是，在基板尺寸为6.7mm的情况下，当杆2间距离y为4mm时，最佳的杆直径2r＝4.8mm。由此可知，杆直径是5mm左右为良好。
＜线屑和基板的分选特性＞
配置杆直径8mm、杆间隔1.5mm的过滤器作为配置于振动筛机内的过滤器，对每个部件进行筛选时的各分配率在图7中示出。对于分配率，对一次筛选后的筛上物再次进行筛选，合计进行3次筛选，在几乎不存在筛下物时进行评价。
如图7所示可知，在基板残留于筛上的状态下，将铜线的约9成向筛下进行了转移。需要说明的是，粉状物的大致全部量也与铜线一起完成了分离。由于也分离粉状物，因此能够期待分选时的传感器的误检测防止和因减容而带来的后续工序的负载降低的效果。
＜包覆线的分离＞
配置杆直径5mm、杆间隔4.0mm的过滤器作为配置于振动筛机内的过滤器，对每个部件进行筛选时的向筛下的分配率在图8中示出。如图8所示，使包覆线的9成以上向筛下进行了转移，但基板也向筛下转移了约6成。
因此，在对筛上物和筛下物的基板的特性进行评价时可知，筛上物中在基板附着有部件的带部件的基板较多，筛下物中没有部件的基板较多。作为原因，设想由于带部件的基板将配置于过滤器上方的弹性构件顶起，从而没有部件的基板立起而从杆2之间落下。因此，实施以下的对策1～4。
(对策1)在筛分时，从上部按压弹性构件并将其固定。
(对策2)作为按压构件，层叠弹性构件(橡胶板)并施加载荷。
(对策3)利用两个阶段进行筛选(第一阶段：带部件的基板与没有部件的基板的分离；第二阶段：没有部件的基板与线屑的分离)。
(对策4)利用两个阶段进行筛选+配置按压构件并调整向过滤器施加的载荷。
在对策1中，带部件的基板有时会在按压构件与过滤器之间堵塞。在对策2中，基板所附带的部件的种类以及大小的偏差较大，载荷的调整困难。在对策3中，在第一阶段中进行带部件的基板与没有部件的基板的分选，在第二阶段中进行没有部件的基板与线屑的分离，此时在第二阶段中，能够使基板的约4成(63％)向筛上进行转移。在对策4中，在第二阶段中，基板的约7成向筛上，包覆线的约9成向筛下转移。
