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廃ワイヤーハーネスからの高純度銅とポリ塩化ビニルの同時回収をスエリングとボールミリングで実現しました
Simultaneous recovery of high-purity Cu and poly(vinyl chloride) from waste wire harness via swelling followed by ball milling.
PMID: 32612201 PMCID: PMC7329881. DOI: 10.1038/s41598-020-67795-9.
抄録
廃ワイヤーハーネスから高純度のCuとPVCを同時に回収するために、ポリ塩化ビニル(PVC)のスエリングとボールミリングを併用した。実験的に決定した15種類の有機溶媒のPVCスエリングとフタル酸可塑剤抽出の性能をハンセンの溶解度パラメータを考慮して予測した性能と比較した。その結果、酢酸n-ブチルとアセトンが、PVCの溶解を伴わずにPVCを十分に膨潤させ、60分以内に可塑剤をほぼ完全に抽出するのに最適な溶媒として同定された。この膨潤は、ワイヤハーネスにおけるフタル酸系可塑剤の管理に貢献すると結論づけられましたが、最近では有害物質規制（RoHS）指令によりワイヤハーネスへの使用が制限されています。酢酸ｎ-ブチルまたはアセトンで膨潤させたケーブルを、乾式ボールミルで60分～の粉砕を行い、PVCとCuを完全に分離し、長さ20cmのケーブルからこれらの成分を定量的に回収することができた。このように、本研究は、リサイクルできない長尺で不均一な廃ワイヤーハーネスケーブルのリサイクルの可能性を示しており、自動車、電気・電子産業などの関連産業に影響を与え、より持続可能な社会の構築に貢献することが期待されています。
Poly(vinyl chloride) (PVC) swelling coupled with ball milling was employed for the simultaneous recovery of high-purity Cu and PVC from waste wire harness under ambient conditions. The experimentally determined performances of 15 organic solvents for PVC swelling and phthalate plasticiser extraction were compared with those predicted considering Hansen solubility parameters. As a result, n-butyl acetate and acetone were identified as the two best solvents for adequate PVC swelling without PVC dissolution and almost complete plasticiser extraction within 60 min. The swelling was concluded to contribute to the control of phthalate plasticisers, the use of which in wire harness has recently been limited by the Restriction of Hazardous Substances (RoHS) directive. Cables swollen with n-butyl acetate or acetone were subjected to dry ball milling for ~ 60 min to completely separate PVC and Cu and achieve the quantitative recovery of these components from 20-cm-long cables. Thus, this work unveils the high potential of recycling the otherwise non-recyclable long and non-uniform waste wire harness cables and is expected to impact the related (e.g., automotive, electrical, and electronics) industries, contributing to the establishment of a more sustainable society.