成果報告書詳細
管理番号20110000000855
タイトル平成22年度成果報告書 省資源型・環境調和型資源循環プロジェクト 低炭素産業を支える製品のリサイクルシステム 省エネ型家電製品のリサイクル高度化
公開日2011/6/7
報告書年度2010 - 2010
委託先名三菱マテリアル株式会社
プロジェクト番号P10015
部署名環境部
和文要約数ある家電製品の中でも、エアコンは我が国の家電技術を代表する製品である。コンプレッサにネオジム磁石を採用したことにより、省エネ性能はめざましい進化を遂げた。同時に、オゾン破壊係数がゼロであり地球温暖化係数が小さいHFC冷媒が採用され、低炭素社会に貢献している。しかしながら、ネオジム磁石の原料となるレアアース、および、HFC冷媒の原料である蛍石(CaF2)は、資源偏在性が高く、近年では価格が高騰し入手が困難となり、我が国の産業に多大な影響を与えている。
現在では、ネオジム磁石のリサイクルは工程内不良品に対して実施されているものの、使用済み製品からのリサイクルは実施されていない。HFC冷媒は厳格な法整備により回収・破壊が実施されているものの、破壊時に発生する強酸性廃水は中和処理され、中和殿物は埋立処分されている。そこで、省エネ型エアコンに使用され、現状ではリサイクルされずに廃棄されている2つの資源「ネオジム磁石」「HFC冷媒」について、既存の家電リサイクル回収ルートを利用した高効率な資源循環システムの実現に向け、技術開発・実用化の可能性を検討した。得られた成果を以下に示す。
<ネオジム磁石のリサイクル>
・ 現在、家電リサイクル工場で再商品化されている製品のうち、エアコンは5%、洗濯機は2%の製品にネオジム磁石が使用されており、この割合は今後、増加すると考えられる。
・ コンプレッサからのネオジム磁石回収に係る人件費等のコストを、手分解実施時の半分以下にまで削減可能となるプロセス、および装置の開発・設計を行った。レアアース価格が高騰していることを考慮すると、この装置の導入により、ネオジム磁石のリサイクルシステムを実現できる可能性がある。
・ 希土類元素が水素を吸収することにより生じるHD現象を利用して、使用済みのネオジム磁石を粉砕することができた。また、ニッケルメッキの施された磁石については、HD現象を利用してメッキを剥離することが可能であった。
・ 使用済みのネオジム磁石には、炭素600ppm、酸素4,700ppmが含まれていた。これら元素の混入を嫌う合金再生法を適用してのリサイクル実施は、現状では困難であると考えられ、更なる技術的な検討が必要である。
・ 装置を用いた磁石回収プロセスの見直しや、リサイクルシステム全体の経済合理性を検証するためにも、本事業で設計した装置を製作し、実証試験を実施する必要がある。
<HFC冷媒の再資源化>
・ 今後、年間6,000tを超えるHFCが回収される見込みである。そのうちの約7割が、高純度なCaF2を回収可能である専焼法によって破壊処理されており、開発成果を事業化するための市場条件は整っている。
・ 現状のHFC破壊処理後の廃液の中和方法では、排水のフッ素濃度を規制値以下になるまで除去する目的で中和剤を多量に添加する。このため、中和殿物に未溶解の中和剤が残留し、結果として殿物のCaF2濃度は80%程度に留まる。
・ 中和剤添加により発生した殿物を強酸性廃水で洗浄することにより、液中のフッ素を安定的に除去し、且つ、中和剤の未溶解を防ぎ、CaF2濃度が90%以上の殿物を生成することができた。
・ 既存のフロン類破壊設備に付随する形で、上記の新規中和方法を実証するための設備を設計した。新規中和方法は、既存の中和方法よりも低コストとなる見込みだが、人工蛍石の生成反応の妥当性や、事業としての採算性を確認するため、実証設備の製作、および実証試験が必要である。
・ 本開発成果を実用化した場合、年間20,000t以上の埋立処分量削減効果が期待できる。
英文要約As many appliances produced in Japan, an air conditioner is a good example of appliance technology. By installing neodymium magnets in compressors, the energy saving technology has rapidly improved. At the same time, HFC refrigerant, which has zero Ozone Depletion Potential and low Global Warming Potential, has been adapted to contribute to the low-carbon society. We have examined the possibility of technical development and practical use of highly efficient recycling system of currently disposed 2 resources used in the energy saving air conditioners, neodymium magnets and HFC refrigerant, using the existing collecting route of home appliances recycling.
< Neodymium magnets recycling>
 Number of air conditioners and washing machines using neodymium magnets returned to home appliances recycling plant is 5% and 2% respectively. And those numbers are thought to increase.
 The process and equipments were developed to cut the cost of hand dismantling of compressors to manually retrieve neodymium magnets into half. Because the price of rare-earth is jumping, there is a possibility of establishing a recycling system.
 By using hydro decryption which is the phenomenon occurs when a rare-earth element absorbs hydrogen, used magnets could be pulverized. And also, for the case of nickel plated magnets, nickel plate could be removed by using hydro decryption.
 Used magnets contained 600ppm of Carbon and 4,700ppm of Oxygen. Applying alloy regeneration method which can be affected by those element contaminations is difficult at the present time, further technical examination is needed.

 Over 6,000ton of HFC refrigerant is anticipated to recover in near future. About 70% of those recovered HFC refrigerant is exclusively incinerated which can recover fluorite in high purity. Because of timing and a condition, a result of this development project can become a business.
 Present method of neutralizing waste water is to add excessive amount of neutralizing agent in order to lower the fluorine concentration under the regulation. Therefore, undessolved agent remains in the sludge. As a result, Calcium fluoride concentration stays under 80%.
 Fluorine could be removed stably by rinsing the sludge generated by adding neutralizing agent, with strong acidic waste water. At the same time, the undissolution of neutralizing agent could be prevented and over 90% concentration of calcium fluoride is generated.
 Equipments are designed in order to demonstrate the new neutralizing method accompanying the existing Freon gas destruction facility. New neutralizing method is designed to have lower cost than existing method. How ever, demonstration equipments need to be made and tested in order to examine the validation of mass production and the profitability.
 If a result of this development project can be put to practical use, reducing the landfill amount by more than 20,000ton per year is expected.
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