説明

比重選別方法及び装置

【課題】比重の異なる2種以上の物体を効率的に低コストで選別する。
【解決手段】鉱石Mの表面の粉分Pを洗い流すための洗浄装置3と、砂Sと水Wの混合層を形成する液状化槽4と、液状化槽4に振動を加えて混合層を液状化させる油圧シリンダー5、6と、液状化した混合層における鉱石M’の上下方向の位置に基づいて、鉱石を比重選別する選別手段とを備える比重選別装置1等。鉱石のうち、低比重品Lは液状化槽の表面又は表面付近に浮上し、高比重品Hは液状化槽の下方に沈降するため、両者を選別することができる。液状化した混合層から異物Fを除去し、砂Sと水Wを補充するための外部循環式の異物除去・水分調整装置7を備えることで、異物の少ない選別物を得ることができる。選別物の品位を判定し、判定した品位の目標値からの偏差に基づいて、油圧シリンダー又はモーター等による振動の周波数又は加振強度、砂と水の混合率を調整することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、比重選別方法及び装置に関し、特に、鉱石等の物体を固液混合層中に浮遊又は沈降させることによって比重選別する方法等に関する。
【背景技術】
【0002】
鉱山より採掘された鉱石中には、有用鉱物以外の不用鉱物が多く含まれるため、そのままでは利用できず、選鉱作業によって有用鉱物の品位を高める必要がある。また、ドロマイトや珪石等の鉱石については、主要成分の含有率等によって用途が異なるため、適切に選別することで選別後の鉱石の利用価値が高まる。従来、これらの選別には、手選、比重選別、磁力選別、浮遊選別等の方法が用いられていた。
【0003】
また、近年、環境保全・資源の有効利用の観点から、産業廃棄物や家庭用廃棄物等の廃棄物、及び、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)などのプラスチック類が再利用されている。そして、この再利用に際し、比重差によって金属類やプラスチック類を選別する乾式比重選別法や湿式比重選別法が用いられている。
【0004】
乾式比重選別法は、単純な装置で種々の材料を選別するのに用いられているが、一例として、特許文献1には、送風によって粉体を流動化させた固気流動層にプラスチック類を投入し、固気流動層との比重差を利用してプラスチック類を成分ごとに分離する方法が記載されている。
【0005】
また、湿式比重選別法は、洗浄工程を必要とするプロセスに有効であり、特許文献2には、媒体粒子及び液体からなる流動媒体粒子層を含む固液流動層を用いて比重の異なる2種以上の材料を分離する湿式分離方法であって、液体の流入速度を増減させて流動媒体粒子層の嵩密度を増減させることにより、流動媒体粒子層の比重を、一方の材料の比重より高く、他方の材料の比重よりも低くなるように制御し、材料の浮沈により材料を分離する湿式分離方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−311214号公報
【特許文献2】特開2005−230698号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献1に記載の方法は、分離対象のプラスチックが乾燥していなければ、媒体の流動性が低下して詰まりが生じるため、乾燥コストが掛かるという問題があった。また、乾式比重選別法では、粉体の流動化時に固気流動層内に粉体の存在が疎になる部分が発生するため、固気流動層の密度が安定せず、分離精度が低くなるという問題があった。
【0008】
また、特許文献2に記載の方法は、液体の流入速度を増減させて流動媒体粒子層の嵩密度を増減させて2種以上の材料を分離するため、流入速度の調整が適切でない場合には、分離精度が低下するという問題があった。さらに、固液流動層を形成するために大量のエネルギーを必要とするため、運転コストが増大するという問題があった。
【0009】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、比重の異なる2種以上の物体を効率的に低コストで選別することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明は、比重選別方法であって、固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させ、該液状化した混合層に物体を投入し、該投入した物体の比重に基づいて、該物体を浮遊又は沈降させて選別することを特徴とする。
【0011】
そして、本発明によれば、固体媒体と液体媒体の混合層を用いるため、選別対象の物体が湿っていても安定して選別を行うことができ、乾燥コストも不要となる。また、固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させるため、液体の流入速度の調整等が不要となるとともに、流動化に要するエネルギーを低く抑えることができ、運転コストを低減することができる。
【0012】
上記選別方法において、前記固体媒体の粒径を0.1mm以上10.0mm以下とすることで、流動化が容易になり、前記混合層に加える振動の周波数を1Hz以上20Hz以下、該振動の加振強度を50ガル以上500ガル以下とするのが実用的である。
【0013】
上記選別方法において、前記液状化した混合層の一部を抜き出し、該抜き出した混合層に含まれる異物を除去した後、該比重選別に使用することができる。これによって、コンタミによって生じた混合層の仮想密度の変化を小さく抑え、選別精度を高く維持することができる。
【0014】
また、前記浮遊又は沈降によって選別された物体の品位を判定し、該判定した品位の目標値からの偏差に基づいて、前記振動の周波数又は加振強度、あるいは前記固体媒体と液体媒体の混合率を調整することができ、これによって、所望の品位を維持することができる。
【0015】
さらに、前記混合層を液状化させるための振動を加える前に、該混合層に50Hz以上300Hz以下の予備振動、又は超音波による予備振動を加えることができ、50Hz以上300Hz以下の予備振動を与えることで、混合層の液状化現象を安定して発生させることができ、超音波による予備振動を加えることで、加振前の混合層中の固体媒体と液体媒体とを分散させ、液状化現象を安定して発生させることができる。
【0016】
また、本発明は、比重選別装置であって、固体媒体と液体媒体の混合層と、該混合層に振動を加えて液状化させる液状化手段と、該混合層に物体を投入する投入手段と、前記液状化手段によって液状化した混合層における前記投入した物体の上下方向の位置に基づいて、該物体を選別する選別手段とを備えることを特徴とする。本発明によれば、上記発明と同様に、湿った物体であっても安定して選別を行うことができ、選別に伴う運転コストを低減することができる。
【0017】
上記比重選別装置に、さらに前記液状化した混合層の一部を抜き出し、該抜き出した混合層に含まれる異物を除去した後、前記混合層に戻す循環式異物除去装置を設けることができ、異物の少ない選別物を得ることができる。
【0018】
以上のように、本発明によれば、比重の異なる2種以上の物体を効率的に低コストで選別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明にかかる比重選別装置の一実施の形態を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、本発明によって、ドロマイトや珪石等の鉱石を比重に基づいて選別する場合を例にとって説明する。
【0021】
図1は、本発明にかかる比重選別装置の一実施の形態を示し、この比重選別装置1は、大別して、ドロマイト等の鉱石Mから付着物を洗い流すための洗浄装置3と、水洗後の鉱石Mを選別するための振動液状化槽(以下「液状化槽」という)4と、液状化槽4に振動を与えて液状化槽4内の固液混合層を液状化させる油圧シリンダー5、6と、液状化槽4内の液状化した固液混合層から異物を除去するとともに、固液混合層の水分を調整するための外部循環式の異物除去・水分調整装置7等を備える。
【0022】
洗浄装置3は、鉱石Mの表面に付着している粉分Pを水Wで洗浄除去するために備えられ、回転する円筒状網体を備え、その中を通過する鉱石Mに上方から水を噴射して鉱石Mの表面を洗浄する。
【0023】
液状化槽4は、上方が開口する箱状に形成され、その中に固体媒体としての砂Sと、液体媒体としての水Wが充填される。この液状化槽4は、塩化ビニルやアクリルなどの樹脂類、金属などの材料で形成され、その大きさは、投入する鉱石Mの大きさや量によって適宜決定される。尚、固体媒体として、砂S以外に、ガラスビーズ、ステンレス、アルミナなどを用いることもできる。また、液体媒体として、水W以外に、エタノール、ハイドロカーボンなどを使用することができる。
【0024】
油圧シリンダー5、6は、液状化槽4の側面に固定され、液状化槽4に振動を付与し、液状化槽4の中の砂Sと水Wの混合層を液状化するために備えられる。砂Sの密度、砂Sと水Wの割合(固液比)等に基づいて液状化槽4中の混合層の仮想密度を調整することで、投入した鉱石Mの比重によって混合層中の鉱石Mの位置が上下方向に変化し、これによって、特定の目標比重で鉱石Mを選別することができる。尚、油圧シリンダー5、6以外の振動付与手段を用いることも可能であり、小規模の比重選別装置1においては、モーター等を用いることもできる。
【0025】
ここで、砂Sの粒径を0.1mm以上10.0mm以下、好ましくは、0.2mm以上0.3mm以下とする。また、液状化槽4に付加する振動の周波数を1Hz以上20Hz以下、加振強度を50ガル以上500ガル以下とする。また、混合層の液状化現象を安定して発生させるため、例えば、コンクリート打設用のバイブレータを用いて50Hz以上300Hz以下の初期振動を与えることが好ましく、また、液状化現象を発生させる前に混合層に超音波振動を付与することで、予め混合層中の固体媒体と液体媒体とを分散させることができ、混合層の液状化現象を安定して発生させることができる。
【0026】
異物除去・水分調整装置7は、液状化槽4の中の液状化した混合層の一部を抜き出し、抜き出した混合層に含まれる異物Fを除去した後、液状化槽4に戻すために備えられ、さらに、液状化槽4に砂S及び水Wを供給することで液状化槽4の混合層の水分を調整する。
【0027】
次に、上記構成を有する比重選別装置1の動作について、図1を参照しながら説明する。
【0028】
まず、鉱石Mの表面に付着している粉分Pを洗浄除去するため、鉱石Mを洗浄装置3に投入し、粉分Pを除去する。
【0029】
油圧シリンダー5、6によって液状化槽4内の砂Sと水Wの混合層を液状化させるとともに、砂Sと水Wの割合等に基づいて液状化槽4中の混合層の仮想密度を調整し、この液状化槽4の中に洗浄された鉱石M’を投入装置(不図示)を介して投入する。すると、鉱石M’のうち、低比重品Lは、液状化槽4の表面又は表面付近に浮上し、高比重品Hは液状化槽4の下方に沈降するため、これらを別々に液状化槽4から排出することで両者を選別することができる。
【0030】
液状化槽4に粉分P等が混入したり、比重差分離が困難な径の粒子が存在したり、鉱石M’が割れた物によって、コンタミが生じた場合には、混合層の一部を外部循環式の異物除去・水分調整装置7によって系外へ抜き出して異物Fを除去し、砂S、水Wを補充する。これにより、コンタミによって生じた混合層の仮想密度の変化を小さく抑え、選別精度を高く維持することが可能となる。
【0031】
さらに、選別した低比重品Lや高比重品Hの品位を判定し、例えば、両者の主要成分の含有率が所望の範囲に入らないなど、所望の品位とならない場合には、判定した品位の目標値からの偏差に基づいて、油圧シリンダー5、6による振動の周波数又は加振強度、あるいは砂Sと水Wの混合率を調整し、所望の品位を維持することができる。
【符号の説明】
【0032】
1 比重選別装置
3 洗浄装置
4 振動液状化槽
5、6 油圧シリンダー
7 異物除去・水分調整装置
F 異物
H 高比重品
L 低比重品
M、M’ 鉱石
P 粉分
S 砂
W 水

【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させ、
該液状化した混合層に物体を投入し、
該投入した物体の比重に基づいて、該物体を浮遊又は沈降させて選別することを特徴とする比重選別方法。
【請求項2】
前記固体媒体の粒径は、0.1mm以上10.0mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の比重選別方法。
【請求項3】
前記混合層に加える振動の周波数は、1Hz以上20Hz以下であって、該振動の加振強度は、50ガル以上500ガル以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の比重選別方法。
【請求項4】
前記液状化した混合層の一部を抜き出し、
該抜き出した混合層に含まれる異物を除去した後、該比重選別に使用することを特徴とする請求項1、2又は3に記載の比重選別方法。
【請求項5】
前記浮遊又は沈降によって選別された物体の品位を判定し、該判定した品位の目標値からの偏差に基づいて、前記振動の周波数又は加振強度、あるいは前記固体媒体と液体媒体の混合率を調整することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の比重選別方法。
【請求項6】
前記混合層を液状化させるための振動を加える前に、該混合層に50Hz以上300Hz以下の予備振動、又は超音波による予備振動を加えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の比重選別方法。
【請求項7】
固体媒体と液体媒体の混合層と、
該混合層に振動を加えて液状化させる液状化手段と、
該混合層に物体を投入する投入手段と、
前記液状化手段によって液状化した混合層における前記投入した物体の上下方向の位置に基づいて、該物体を選別する選別手段とを備えることを特徴とする比重選別装置。
【請求項8】
さらに、前記液状化した混合層の一部を抜き出し、該抜き出した混合層に含まれる異物を除去した後、前記混合層に戻す循環式異物除去装置を備えることを特徴とする請求項7に記載の比重選別装置。

【図1】
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【公開番号】特開2011−136316(P2011−136316A)
【公開日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−121(P2010−121)
【出願日】平成22年1月4日(2010.1.4)
【出願人】(000000240)太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Fターム(参考)】