「廃棄物内の金属資源を自動選別する装置」の研究開発拠点がオープン
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産業技術総合研究所(産総研/東京都千代田区)は、NEDOプロジェクトにおいて、小型家電などの廃製品に含まれる金属資源の自動選別システムの試験装置群を導入した「分離技術開発センター(CEDEST)」をつくばセンター(茨城県つくば市)内に開設した。

同集中研究施設の開設により、都市鉱山活用に向けて、金属リサイクルの高度化と省人化を両立する世界初という自動・自律型のリサイクルプラントの開発・構築に向けた本格的な装置開発に着手する。

この開発では、従来の手作業による廃製品の解体・選別プロセスの10倍以上の処理速度と、廃部品を分離効率80%以上で選別する性能を実現し、さらにこれらを無人で自動・自律的に一貫制御する低コストな選別システムの確立を目指す。

廃製品・廃部品自動選別技術を開発

多様な金属を高度回収するには、さまざまな製品形態と頻繁なモデル変動への対応が不可欠であり、リサイクル工場での廃製品の解体・選別には高い汎用性が必要である。

現状、モバイル機器からの電池の取り外しや高度な金属回収は、作業員の手作業に頼らざるを得ず、高コストの要因となっている。廃部品(細粒部品)の選別も作業員の経験的な操作に基づいて実施されている。また、廃部品の形態は多種多様であるため理想的な選別が実現できず、各種レアメタルを製錬向けの原料にする技術は確立されていない。

そこで、CEDESTでは、装置開発の鍵となる、廃製品・廃部品自動選別技術(細粒部品)の2つの主要な技術開発を行い、金属リサイクルの高度化と省人化を目指す。概要は以下の通り。

(1)廃製品自動選別技術の開発

廃製品の特徴を複数の高解像センサにより検知し、これを製品情報と照合・解析して、製品の種類を自動認識した上で、金属組成に基づいて資源価値別に廃製品を選別する「ソータ技術」を開発する。また、検知した廃製品情報に基づく易解体加工技術、遺伝アルゴリズム(未知の最適条件などの近似解を探索する手法)を応用した破壊機構最適化技術を開発し、電池やプリント基板などの部材を破壊せずに筐体(きょうたい/製品の外装)のみを優先破砕する廃製品の筐体解体機を開発する。さらに、各部材を種類別に選別するソータ技術の開発も行う。

(2)廃部品自動選別技術の開発

プリント基板から電子素子などの廃部品を、単体分離(粒子が単一成分で構成されている状態)する技術を開発する。また、単体分離した廃部品の各種選別機内の挙動を精度よく理論予測する技術を構築し、回収産物が製錬原料となるよう、部品情報に基づいて選別プロセスや運転条件を最適制御する技術を開発する。さらに、従来固定されていた選別装置ラインを、自由に組み替え可能にし、選別装置への部品の搬送順序を自在に変更できる供給システムを開発し、さらなる高度化を目指す。

最終的には、廃製品から廃部品の自動・自律的な一貫統合選別システムを開発し、まずはスマートフォンやデジタルカメラなどの小型デジタル家電を対象に、リサイクル工場での廃製品製錬原料化における、高度化と省人化を両立する技術の実用化を目指す。

レアメタルやレアアースのリサイクルに向けて

現在、リサイクルされている金属は、鉄、アルミなどの主要な構造材料や、銅、貴金属など採算の合う付加価値の高い金属に限定されている。一方、レアメタルやレアアースは、価格が下落した現在、国内で経済的なリサイクルビジネスの成立は困難といわれている。そのため、選別されないまま路盤材の原料となるスラグに混入されたり、リサイクルコストの安い海外へ流出している。レアメタルなどを再び本来の金属資源として国内利用するには、廃製品から回収される金属を高純度化する技術とリサイクルコストを低減する技術の確立が必要となる。

そこで、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構/神奈川県川崎市)は、産総研を中心とする企業・大学・研究機関とともに、小型家電などの廃製品に含まれるレアメタルなどの金属資源の有効活用に向けて、低コストで高効率なリサイクルを可能にする革新的な基盤技術の開発を推進している。

この「高効率な資源循環システムを構築するためのリサイクル技術の研究開発事業」の事業期間は、2017~2022年度の6年間で、予算は5億円(2018年度)。産総研の「CEDEST」における開発事業もこのNEDOプロジェクトで実施するものだ。

(出典元:環境ビジネスオンライン)

 


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