焼却底灰（IBA）処理の経済性において、処理量と価値はまったく異なる指標です。回収量の大部分は鉄金属（鉄および鋼）が占めていますが、非鉄金属や重金属、特に銅や微量の貴金属（金、銀）こそが、最も高い利益率を生み出しています。

最新の廃棄物エネルギー化（WtE）選別プラントの多くは、渦電流選別機（ECS）を用いて、大型の銅管や真鍮製の継手などを容易に回収できます。しかし、都市固形廃棄物に含まれる銅の大部分は、超微細粒子（切断された電線や破砕された電子機器など）として存在しています。これらの微細な重金属は、磁場や誘導磁場から逃れ、残留スラッジに混入してしまうことが頻繁にあります。

プラントの投資対効果（ROI）を真に最大化し、埋立廃棄物ゼロを実現するためには、オペレーターは二次回収工程である「湿式重力選別」を導入する必要があります。本技術ガイドでは、微細な銅が標準的な選別をすり抜ける理由、重力選別の仕組み、そしてジグやシェーキングテーブルをプラントに統合することで、底灰に隠れた最高価値の材料をどのように回収できるかについて解説します。

1. 死角：渦電流選別機が微細な銅を見逃す理由

渦電流選別機は、アルミニウム（ZORBA）の回収において誰もが認める王者です。しかし、微細な銅（5mm未満）となると、その効率は急激に低下します。なぜこのようなことが起こるのでしょうか？

• ✖ 導電率対密度比（$sigma/rho$）：渦電流選別機（ECS）は、質量に対する電気導電率に基づいて金属を反発させます。アルミニウムは導電率が高く非常に軽いため、強力な反発力が生じます。銅も導電率は高いですが、アルミニウムの3倍の密度があります。大きな銅片であれば、ECSは問題なく機能します。 しかし、微細な銅線（質量は極めて小さいが空気抵抗は大きい）の場合、ローレンツ力は、重く湿ったスラグの流れから粒子を排出するには不十分なことがよくあります。
• ✖ 粒子の形状：IBAでは、銅は細長いワイヤー状で現れることがよくあります。ワイヤーが磁場にどのように接触するかによって、誘導される渦電流が、排出に必要な十分な強さの反対方向の磁場を生成できない場合があります。
• ✖ ステンレス鋼と鉛：これらの高価な重金属は電気伝導度が極めて低いです。ECSはこれらを実質的に無視してしまうため、不活性骨材用ビンに落下してしまいます。

2. 解決策：重力分離の原理

電磁気的分離が機能しない場合、我々は最も基本的な物理的特性である「比重（密度）」に目を向けます。重力分離は、粒子の質量、流体力学（水）、および機械的振動の相互作用を利用して材料を分離します。

湿式IBA選別ラインにおいて、不活性スラグ（ガラス、セラミックス、溶融灰）の比重は一般的に約2.2～2.8 g/cm³です。 これとは対照的に、銅の比重は8.9 g/cm³、鉛は11.3 g/cm³、そして金は驚異的な19.3 g/cm³です。この密度の大きな差により、粒子サイズや電気伝導度に関係なく、重金属の非鉄金属を回収する上で、重力選別は極めて効果的です。

3. 主要設備：ジグとシェーキングテーブル

底灰の様々な分級から重金属を回収するため、WtEプラントでは通常、2種類の特殊な重力分離装置が導入されています。適切な装置の選定は、供給材料の粒子径に完全に依存します。

4. 重要な前提条件：脱スライムおよび鉄分除去

重力分離機は極めて繊細な装置です。未処理のIBAスラリーを直接シェーキングテーブルやジグに送り込むと、分離プロセスは完全に失敗します。供給材料は厳密に前処理を行う必要があります。

5. 「残渣」回収の投資対効果

多くのプラント運営者は、オーバーバンド磁石によって回収される膨大な量の鉄スクラップに比べ、重力選別回路で回収される金属の量が少なく見えるため、その導入を躊躇しがちです。しかし、これを量だけで評価するのは誤りであり、価値に基づいて評価しなければなりません。

重質非鉄濃縮物（リサイクル業界ではしばしば「ヘビー・ヘビーズ」と呼ばれる）は、高純度の銅、真鍮、亜鉛、および貴金属で構成されています。この分画は市場で高値で取引され、1トンあたり4,000～6,000ドルを超えることも珍しくありません。 1日10万トンの灰処理ストリームから、微細な銅をわずか0.2％～0.5％追加で回収するだけで、WtEプラントの年間利益に数百万ドルを上乗せすることができ、ジグおよびシェーキングテーブル回路の設備投資（CapEx）は数ヶ月で回収可能です。

よくある質問（FAQ）