2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on High Efficiency and Innovative Crushing Method for Recovering Rare Metal Using Discharge Crushing and Converged Shock Wave
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15K18300
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| Research Institution | Saitama Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小板 丈敏 埼玉工業大学, 工学部, 講師 (00750192)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 衝撃波 / 気泡 / 水中放電 / 放電破砕 / 衝撃波フォーカッシング / レアメタル / リサイクル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では廃電子部品のレアメタル含有コンデンサからレアメタルと筐体を高効率に分離回収するために、放電破砕とリフレクターを用いた放電誘起衝撃波フォーカシング破砕を利用した超高効率革新的放電破砕法の確立を目指している。
本年度の研究成果として以下の3点が挙げられる:(1) コンデンサ筐体を模擬した樹脂板を水中放電で破砕できる最適な樹脂板設置条件の解明、(2) コンデンサ内のレアメタルを模擬した金属板を対象とし、分離に必要な金属板変形が発生する最適な金属板設置条件の解明、(3) 放電破砕での放電回数に対する破砕樹脂の粒度分布を調査し、筐体の分離回収に最適な放電回数を解明した。
(1) (2) 可視化計測を用いて、水中放電による樹脂薄板破砕と金属薄板変形が発生する最適な薄板設置条件をそれぞれ、調査した。可視化結果より、樹脂薄板破砕が発生する最適設置条件は被破砕体の水中設置であることが明らかとなった。水中設置の場合、放電誘起の水中衝撃波の圧力負荷だけでなく単一気泡の気泡運動による水撃力が薄板に作用し、樹脂薄板が破砕されることが解明された。また、金属薄板変形が発生する最適設置条件は被破砕体の水面設置であることが明らかとなった。
(3) コンデンサ筐体に使用されるPBT（ポリブチレンテフタート)、および、GFPBT（PBTにガラス繊維が混合された繊維強化樹脂）の樹脂板を被破砕体とし、高電圧パルス粉砕装置（Selfrag Lab製）を用いて、放電電圧180 kV、パルス周波数1 Hz、放電電極間距離20 mmの実験条件における、放電回数に対する放電破砕された樹脂板の粒度分布を解明した。従来の廃電子部品の分離回収法であるロールクラッシャーによる筐体破砕粒度と同等の破砕を発生する最適放電回数は本実験条件において、PBTとGFPBTの樹脂板に対して、それぞれ300回、600回であることが判明した。
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