水中爆破および電気破砕を利用した廃棄物破砕と浸出処理による廃棄物中金属の回収

Research Project

Project/Area Number	15656230
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Recycling engineering
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	藤田豊久東京大学, 人工物工学研究センター, 教授 (70124617)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	柴山敦秋田大学, 工学資源学部, 助教授 (30323132) 定木淳東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60332582) 岡屋克則東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80134493) 松尾誠治東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20302755) 村田健司日本油脂株式会社, 研究開発部, 主任(研究職)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000) Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2003: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords	水中爆破破砕 / 電気破砕 / 廃棄物 / 浸出処理 / 超硬工具 / 廃コンクリート / 衝撃波 / 高電圧 / 廃棄超硬工具 / WCチップ / 酸化焙焼 / タングステン浸出 / 絶縁破壊電圧 / 波頭長
Research Abstract	水中爆破破砕法を利用した廃棄物の破砕試験では、廃棄超硬工具のタングステンカーバイト(WC)チップを主として使用した。通常、このチップはボールミルで100時間粉砕していたが、爆破破砕処理により、瞬間で大きな比表面積が得られる程度に破砕することができた。破砕後の、酸化焙焼処理工程は、機械的破砕法と比較して爆破破砕法を用いた場合、酸化率は75%から93%と増大し、焙焼時間を短縮でき、省エネ効果があった。さらに焙焼後のアルカリ浸出過程では60℃以下の温度で爆破破砕を使用した試料の浸出速度は大きく、浸出速度定数は高くなった。一方、爆破破砕は、携帯電話などの密度が異なる物質の剥離にも有効であるほか、焼却灰、シュレッダー産物の爆破破砕を試みたところ、異なる物質の剥離にも効果的であった。電気破砕による、廃コンクリート中の骨材の単体分離による回収を目的として、実際のコンクリート柱から各種厚さのコンクリートブロックを作成し、電気破砕を試みた。電気破砕におけるコンクリート厚さの変化による電流と電圧の関係を調査した。コンクリート片が厚くなると、破壊電圧は大きくなる。1パルスの80kVの高電圧をコンクリート片に作用させ、破砕したコンクリートの小片をジョークラッシャに入れて再粉砕を試み、電気破砕を作用させていないコンクリート片の同クラッシャによる破砕面を比較した。電気破砕を行った後に機械的圧力を加えると、骨材とモルタルの界面で亀裂が入りやすいことが明らかとなった。電気破砕により、骨材の界面に大電流が流れ、膨張して亀裂が多く入り、骨材は単体分離しやすくなったものと考えられる。