レアメタル回収を目的とした廃小型家電の粉砕シミュレーションと最適粉砕手法の検討

废旧小家电破碎模拟及稀有金属回收最佳破碎方法研究

• 批准号: 14J02876
• 负责人: 綱澤 有輝
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J02876/
• 关键词: リサイクル; 数値解析; 粉砕; レアメタル回収

小型家電のリサイクルにおいて，粉砕・破砕は後段の選別工程の効率や回収率を決定づける重要な前処理プロセスである。しかしながら，衝撃粉砕や部品剥離機構に対する知見はまだ十分に得られていない。本研究では，リサイクルプロセスにおける小型家電等の粉砕機構を再現できるシミュレーション手法の構築と粉砕機構の解明を目的とした。本年度は，昨年度に構築したシミュレーションを用いて，種々の破砕機における基板の破砕特性の把握および部品剥離粉砕に適した破砕機の設計に対する指針の検討および直接的な粉体シミュレーションが困難であった複雑な形状を有する装置体系に対して改良した離散要素法の適用を行なった。埋込境界法による直接計算を用いて，電子基板やチェーンに作用する流体からの相互作用力を適切に評価することで，昨年度に構築したシミュレーションを改良した。シミュレーション結果と模擬電子基板を用いた粉砕試験を比較することで，部品剥離粉砕に適した撹拌体および破砕機の最適設計に対する指針の検討を実施した。比較検討を行ったところ，部品剥離粉砕に適した撹拌体形状は，チェーンのような基板との衝突時に基板と複数箇所で衝突できるような形状であることが明らかとなった。さらに，破砕機内の流体流れによって基板に作用する相互作用力が増加することから，このような流れを破砕機内で生じさせるために，破砕機内の縦横比を適切に設定することが必要であると考えられた。現在，これらの内容は，論文投稿準備中である。また，複雑な形状を有する装置体系での粉体シミュレーションを適用するために，符号付距離関数を用いた壁境界モデルを導入した離散要素法の検証を行なった。シミュレーションおよび実験から得られた粉体挙動を視覚的かつ定量的に比較することでモデルの妥当性が検証できた。これらの内容は，国際会議にて発表を行なったほか，原著論文にもまとめた。

Small home appliance の リ サ イ ク ル に お い て, powder 砕, broken 砕 は engineering の の seeding after working rate や 収 back rate を decided づ け る important な 処 before Richard プ ロ セ ス で あ る. <s:1> する ながら, impact powder 砕や component stripping agency に has a very に view of する まだ まだ and られて な な な. This study で は, リ サ イ ク ル プ ロ セ ス に お け る の powder 砕 institutions, such as small home appliance を reappearance で き る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン gimmick の build と powder 砕 institutions の interpret を purpose と し た. This year に, the previous year に constructed たシ ュレ ュレ ショ たシ を を use て て Kind of 々 の broken 砕 machine に お け る substrate の broken 砕 features の grasp お よ び part stripping powder 砕 に optimum し た broken の 砕 machine design に す seaborne る pointer の beg お 検 よ び direct な powder シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が difficult で あ っ た complex 雑 な shape を す る device system に し seaborne て improved し た の discrete element method applies を line な っ た. Directly buried 込 state law に よ る を calculated using い て, electronic substrate や チ ェ ー ン に role す る fluid か ら の interaction を appropriate に review 価 す る こ と で, yesterday's annual に build し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を improved し た. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results と analog electronic substrate を い た powder 砕 test を compare す る こ と で, ministry to peel powder 砕 に optimum し た 撹 mix body お よ び broken の 砕 machine optimal design に す seaborne る pointer の beg を 検 be applied し た. Compare 検 line for を っ た と こ ろ, ministry to peel powder 砕 に optimum し た 撹 mix body shape は, チ ェ ー ン の よ う な substrate と の conflict に substrate と plural で で conflict by き る よ う な shape で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, broken 砕 machines の fluid flow れ に よ っ て substrate に role す る interaction が raised plus す る こ と か ら, こ の よ う な flow れ を born broken 砕 machines で じ さ せ る た め に, broken 砕 machines の 縦 cross than を appropriate に set す る こ と が necessary で あ る と exam え ら れ た. Now, れら れら れら content れら, paper submission preparation である. ま た, complex 雑 な shape を す る device system で の powder シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を applicable す る た め に, symbolic distance number of masato を pay い た wall boundary モ デ ル を import し た discrete element method の 検 line card を な っ た. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン お よ び be 験 か ら have ら れ た powder 挙 dynamic を regards 覚 か つ quantitative に compare す る こ と で モ デ ル の justice が 検 card で き た. The content of れら, international conference にて presentation を なったほ なったほ, original paper に に まとめた まとめた.

项目成果

Numerical simulation of industrial die filling using the discrete element method

• DOI: 10.1016/j.ces.2015.09.014
• 发表时间: 2015-12-22
• 期刊: CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE
• 影响因子: 4.7
• 作者: Tsunazawa, Yuki;Shigeto, Yusuke;Sakai, Mikio
• 通讯作者: Sakai, Mikio

Application of DEM Simulation on Comminution Printed Circuit Boards in Drum Type Agitation Mill

DEM模拟在滚筒式搅拌磨粉碎印刷电路板中的应用

• 发表时间: 2015
• 作者: Y. Tsunazawa;C. Tokoro;S. Owada
• 通讯作者: S. Owada

Modeling and validation of liquid bridge force in DEM simulation

DEM 模拟中液桥力的建模和验证

• 发表时间: 2015
• 作者: Y. Tsunazawa;D. Fujihashi;C. Tokoro;M. Sakai
• 通讯作者: M. Sakai

レアメタル回収を目的とした電子基板の部品剥離シミュレーション

模拟从电子板上剥离零件以回收稀有金属

• 发表时间: 2014
• 作者: Y.Tsunazawa;K.Tahara;S.Ogino;C.Tokoro;S.Owada;綱澤 有輝・所 千晴・大和田 秀二;綱澤 有輝・所 千晴・大和田 秀二
• 通讯作者: 綱澤 有輝・所 千晴・大和田 秀二

Investigation of comminution process of e-waste in drum type agitation mill using the discrete element method

滚筒式搅拌磨电子垃圾粉碎过程的离散元研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Y. Tsunazawa;S. Fukui;C. Tokoro
• 通讯作者: C. Tokoro