金属廃棄物のリサイクル過程において、不純物除去は極めて重要な工程です。これは回収金属の純度に影響するだけでなく、回収効率とコストに直接関わるため、リサイクル事業の成否を左右する鍵となります。本稿では、金属廃棄物リサイクルで一般的に用いられる数種の不純物除去方法について探討します。
物理的方法は不純物除去の最も基礎的な方式で、物料の物理的特性（磁性、粒度、密度など）を利用して分離を行うため、薬剤使用量が少なく環境負荷が低い特徴があります。
磁選とは、磁性材料の吸引力を利用して金属廃棄物を分離するプロセスで、主に鉄磁性不純物（鉄、鋼など） の除去に適用されます。
例えば、アルミニウム廃棄物から混入した鉄製ネジを除去する際、ドラム式磁選機の磁石面に鉄磁性不純物を吸着させ、アルミニウムと分離することができます。
ふるい分けは、ふるい網を通じて粒度の異なる金属廃棄物を分離する方法で、粗大な非金属不純物（木片、コンクリート片、プラスチック塊など） の除去に有効です。
建築廃材から鉄筋を回収する場合、50mm 目開きのふるい網でコンクリート塊を篩い落とすことで、後続の鉄筋回収工程の効率を高めることができます。
風力選別は、密度の異なる物料が気流中で示す挙動の差を利用し、軽質物料と重質物料を分離する方法です。主に軽量非金属不純物（プラスチックフィルム、紙屑、発泡スチロール） の除去に用いられ、家電廃棄物から銅線を回収する際に、付着したプラスチック片を気流で吹き飛ばす用途に普及しています。
化学的方法は、化学反応を通じて金属廃棄物中の不純物を除去する方式で、微細な不純物や表面酸化層を取り除き、高純度の回収金属を得るために必要な工程です。
酸洗とは、硫酸（H₂SO₄）、塩酸（HCl）などの酸性溶液を使用し、金属表面の酸化膜やその他不純物を溶解除去する方法です。
銅廃棄物のリサイクルでは、酸洗により銅表面の酸化銅（CuO）を溶解させ、銅の純度を向上させることが一般的です。ただし、使用後の廃酸液は環境基準に基づいて中和処理する必要があります。
電解は、電流を通じて溶液中の金属イオンを陰極に析出させるプロセスで、これにより不純物を分離除去します。
高純度銅を製造する際、不純物を含む粗銅を陽極、高純度銅板を陰極として硫酸銅溶液中で電解を行うと、陽極の粗銅が溶解して銅イオンとなり、陰極に高純度の銅として析出し、鉄や亜鉛などの不純物は溶液中に残留します。
機械的方法は、物理的な力（衝撃力、剪断力など）を作用させて不純物を除去する方式で、主に後続の処理を容易にするための前処理工程として活用されます。
破砕とは、塊状の金属廃棄物を衝撃力や圧縮力で小片に粉砕する処理で、後続の選別や溶解工程の効率を高めるだけでなく、金属表面に付着した不純物の剥離も促進します。
例えば、大型の鉄骨廃材をジョークラッシャーで数十 mm のサイズに破砕することで、付着したコンクリートやモルタルを容易に分離できます。
剪断は、剪断力を利用して金属廃棄物をより小さなサイズに切断する方法で、線状金属（電線、鉄筋）や板状金属（アルミニウム板）の処理に適し、金属に巻き付いたプラスチック被覆などの不純物を除去しやすくします。
廃電線のリサイクルでは、剪断機で電線を短尺に切断した後、剥皮機で銅線とプラスチック被覆を分離する工程が一般的です。
熱処理方法は、高温環境を利用して不純物を除去する方式で、有機不純物や高融点不純物の分離に有効です。
溶解とは、高温下で金属廃棄物を熔融させ、不純物を熔融金属の表面（比重の小さい酸化スラグなど）または炉底（比重の大きい重金属不純物など）に分離させて除去する方法です。
アルミニウム廃棄物のリサイクルでは、誘導加熱炉を用いて 660～700℃に加熱してアルミニウムを熔融させ、表面に浮いた酸化アルミニウムスラグを除去することで再生アルミニウムを製造します。
熱分解とは、無酸素または低酸素条件下で金属廃棄物を加熱し、有機不純物（プラスチック、ゴム、油分など）を分解させる方法です。
廃自動車タイヤ（金属ワイヤーを含む）のリサイクルでは、熱分解炉で 300～800℃に加熱してゴム成分を分解気化させ、残留した鉄製ワイヤーを回収することができます。
生物的方法は、微生物の代謝作用を利用して不純物を除去する新興技術で、化学薬剤の使用量が少なく環境配慮型であるため、近年注目を集めています。
微生物浸出とは、特定の微生物（例：鉄酸化細菌）の代謝産物（酸、酵素など）を利用し、金属廃棄物中の不純物を可溶性物質に変換した後、溶液とともに分離除去する方法です。
銅精錬残渣から貴金属（金、銀）を回収する際、微生物浸出により残渣中の硫化銅不純物を除去し、貴金属の純度を高める応用例が研究開発されています。
金属廃棄物リサイクルにおける不純物除去は複雑なプロセスであり、廃棄物の種類（鉄系・非鉄系）や不純物の特性（金属・非金属、有機・無機）に応じて適切な方法を選択する必要があります。技術の発展に伴い、今後はさらに効率的で環境にやさしい不純物除去方法が開発される可能性があります。
