自動選別装置、自動選別方法及び資材の製造方法
【課題】選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能であり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて正確に選別することができる。
【解決手段】 粉状若しくは粒状の選別対象物１を搬送する搬送部２と、搬送部２の選別対象物１の一部１ａを採取するサンプリング部３と、選別対象物１の一部１ａが移入される前処理室４と、前処理室４から選別対象物１の一部１ａが移入される試料室５と、試料室５に密接して選別対象物１の一部１ａに近接することにより、選別対象物１の一部１ａにＸ線を照射して蛍光Ｘ線を計測する蛍光Ｘ線計測部６と、蛍光Ｘ線計測部６の計測結果から選別対象物１の一部１ａの特定元素の含有レベルを判定する判定部８と、判定部８の判定結果に応じて搬送部２の選別対象物１の残部１ｂと一部１ａを選別する選別部１０とを備える自動選別装置。
【解決手段】 粉状若しくは粒状の選別対象物１を搬送する搬送部２と、搬送部２の選別対象物１の一部１ａを採取するサンプリング部３と、選別対象物１の一部１ａが移入される前処理室４と、前処理室４から選別対象物１の一部１ａが移入される試料室５と、試料室５に密接して選別対象物１の一部１ａに近接することにより、選別対象物１の一部１ａにＸ線を照射して蛍光Ｘ線を計測する蛍光Ｘ線計測部６と、蛍光Ｘ線計測部６の計測結果から選別対象物１の一部１ａの特定元素の含有レベルを判定する判定部８と、判定部８の判定結果に応じて搬送部２の選別対象物１の残部１ｂと一部１ａを選別する選別部１０とを備える自動選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原材料、製品、廃棄物などの選別対象物の選別に係り、特定元素の含有レベルに応じて選別対象物を選別する自動選別装置及び自動選別方法及び資材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の安定供給や廃棄物の発生量増加に伴う最終処分場の残存容量の減少が問題化している。そのため、原材料の効率的利用や廃棄物のリサイクル推進により、資源の消費抑制、環境への負荷低減を図ることが求められている。
しかし、原材料の効率的利用や廃棄物のリサイクル推進を適切に行うに当たっては、原材料や廃棄物等の中に含有されている特定元素が特に問題となる。現在、原材料や廃棄物中に含まれる特定元素成分に対しては規制が設けられ、この規制値をクリアしたものを使用することが求められており、さらに、適切な処理が施され、十分な品質管理がなされた製品を出荷することが要求されている。
例えば、セメント製造分野においては、リサイクルを推進させるために、焼却灰や汚染土壌などの各種廃棄物がセメント原料として混合されており、そのため、予めこれら各種廃棄物中の特定元素の含有レベルを計測し、混合に適した安全なものを選別して、使用することが求められている。
【０００３】
原材料や廃棄物を適切に選別する装置としては、例えば特許文献１に開示されている、選別の対象となる廃回路基板を常に一定速度で移動させながら、蛍光Ｘ線分析により特定元素の含有の有無を検知し、その検知結果に応じて廃棄物を分別する装置が知られている。
【０００４】
また、特許文献２には、空気中においても蛍光Ｘ線による分析を可能にするため、静止状態の部材と蛍光Ｘ線検出装置との間隔を検出可能な程度まで短くし、検出感度を高めた識別装置と、より検出感度を高くするため、Ｘ線透過率が空気中よりも不活性ガス中における方が大きいことを利用し、検査室をヘリウム雰囲気にして部材を蛍光Ｘ線分析する識別装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１０９５２号公報
【特許文献２】特開平１０−２６７８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の分別装置における分別の対象となる廃回路基板の蛍光Ｘ線分析は、常に一定速度で廃回路基板を移動させながら行う。しかも、蛍光Ｘ線検出装置と廃回路基板とがかなり離間した状態で蛍光Ｘ線の計測を行っているため、蛍光Ｘ線の強度が減衰してしまい、例え廃回路基板から特定元素の含有の有無を検知し判定することができたとしても、特定元素の含有レベルまでを判定することは困難である。
【０００７】
また、特許文献２の識別装置では、識別対象の部材を静止状態にして蛍光Ｘ線の検出を行っているものであるが、特許文献１と同様に、識別対象の部材と蛍光Ｘ線検出装置とがかなり離間している状態で検出を行っているため、例え検査室をヘリウム雰囲気にしても蛍光Ｘ線強度が減衰し、特定元素の含有レベルまで判定することは困難である。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能であり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて確実に選別することができる自動選別装置、自動選別方法及び資材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の自動選別装置は、粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する搬送部と、前記搬送部の選別対象物の一部を採取するサンプリング部と、前記選別対象物の一部が移入される試料室と、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する蛍光Ｘ線計測部と、前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に応じて、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を選別する選別部と、を備えることを特徴とする。
前記構成によって、選別対象物の一部を試料として採取し、試料に対して蛍光Ｘ線計測部を近接或いは略当接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて確実に選別することができる。
【００１０】
また、本発明の自動選別装置は、前記サンプリング部が、前記搬送部の選別対象物の複数箇所から採取することにより前記選別対象物の一部を採取することを特徴とする。
前記構成によって、選別対象物の複数箇所からサンプルを採取して試料を作成し、複数のサンプルに基づく計測結果から特定元素の含有レベルを判断することができるので、選別対象物の一部として採取した試料に含まれる特定元素の含有レベルは、元々その試料が含まれていた選別対象物全体を代表する特定元素の含有レベルにより近付けることができる。従って、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルをより正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じてより確実に選別することができる。
【００１１】
また、本発明の自動選別装置は、前記サンプリング部を、移送路と、所定間隔を開けて設けられ前記移送路に通じる複数の吸入口を有する構成とし、少なくとも前記移送路内を減圧可能な減圧部を設け、前記移送路内を減圧することにより、前記複数の吸入口から前記選別対象物の一部を採取することを特徴とする。
前記構成によって、複数の吸入口から一度に選別対象物を移送することが可能であり、選別対象物の効率的な移送を行うことができる。また、減圧機構のみで複数の吸入口からの移送が可能となり、低コストで装置を構成することができる。
【００１２】
また、本発明の自動選別装置は、前記試料室内の前記選別対象物の一部を前記選別部に排出する若しくは前記選別対象物の残部と合わさるように排出する排出路を備え、前記選別対象物の残部と共に前記選別対象物の一部も選別することを特徴とする。
前記構成では、試料として用いた選別対象物の一部も選別することができ、選別対象物を残らず全て選別することが可能となる。また、選別対象物の一部が選別されない場合には、選別されずに保管する必要のある対象物が残り、保管場所や保管コストが必要となるが、斯様な保管場所や保管コストを不要にすることができる。
【００１３】
また、本発明の自動選別装置は、前記サンプリング部で採取した前記選別対象物の一部が前記試料室に移入される前に移入される前処理室を備え、前記前処理室を、前記選別対象物の一部を加熱して含有水分を除去する乾燥室、若しくは前記選別対象物の一部を粒径を均一化するために粉砕する粉砕室、若しくは前記選別対象物の一部を均一化するために混合攪拌する混合室、若しくは前記乾燥室と前記粉砕室と前記混合室の少なくとも２つの組み合わせとすることを特徴とする。
前記構成では、例えば含有水分の除去、粒径の均一化、選別対象物の均一化など選別対象物の状態に応じて適切な処理を行った後に蛍光Ｘ線の計測を行うことが可能となり、蛍光Ｘ線の計測誤差や特定元素の含有レベルの判定誤差を低減することができる。従って、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルをより正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じてより正確に選別することができる。また、人手による乾燥、粉砕、混合という前処理が不要となり、選別工程の効率化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の自動選別方法は、粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、前記搬送された選別対象物の一部を採取する工程と、前記選別対象物の一部を試料室に移入する工程と、蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、前記判定部の判定結果に応じて、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を選別する工程と、を備えることを特徴とする。
前記構成では、選別対象物の一部を試料として採取し、試料に対して蛍光Ｘ線計測部を近接或いは略当接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて正確に選別することができる。
【００１５】
また、本発明の自動選別方法は、粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、前記搬送を停止すると共に、移送路と所定間隔を開けて設けられ前記移送路に通じる複数の吸入口とから構成されるサンプリング部における前記複数の吸入口を下降して前記選別対象物に近付ける工程と、前処理室及び前記前処理室に通じる前記移送路を減圧して、前記選別対象物の一部を前記複数の吸入口から前記前処理室内に移送する工程と、前記前処理室及び前記移送路の減圧を停止すると共に、前記複数の吸入口を上昇する工程と、前記前処理室で前記選別対象物の一部に対して乾燥、粉砕、混合若しくはこれらのうちの少なくとも２つを組み合わせである前処理を施す工程と、試料室を減圧して、前記前処理を施した前記選別対象物の一部を前記前処理室から前記試料室内に移送する工程と、前記試料室の減圧を停止する工程と、前記蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、前記判定部の判定結果に応じて選別部の選別経路を設定して、前記選別対象物の残部を搬送して前記選別部に排出して選別すると共に、前記試料室から前記選別対象物の一部を前記選別部に排出して選別する工程と、を備えることを特徴とする。
前記構成では、選別対象物の複数箇所から選別対象物の一部を試料として採取し、前処理を行った後に、試料に対して蛍光Ｘ線計測部を近接或いは略当接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを非常に正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて非常に正確に選別することができる。また、複数の吸入口から一度に選別対象物を移送することが可能であり、選別対象物の効率的な移送を行うことができる。また、減圧機構のみで複数の吸入口からの移送が可能となり、低コストで装置を構成することができる。また、試料として用いた選別対象物の一部も選別することができ、選別対象物を残らず全て選別することが可能となる。また、選別対象物の一部が選別されない場合には、選別されずに保管する必要のある対象物が残り、保管場所や保管コストが必要となるが、斯様な保管場所や保管コストを不要にすることができる。
【００１６】
また、本発明の資材の製造方法は、粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、前記搬送された選別対象物の一部を採取する工程と、前記選別対象物の一部を試料室に移入する工程と、蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、前記判定部の判定結果により前記特定元素の含有レベルが所定基準を充足する場合に、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を資材として取得する工程と、を備えることを特徴とする。
前記構成では、選別対象物の一部を試料として採取し、試料に対して蛍光Ｘ線計測部を近接或いは略当接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて正確に選別し、管理基準に適合する選別対象物を資材とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の自動選別装置、自動選別方法或いは資料の製造方法は、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能であり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて正確に選別することができる。特に、膨大な選別対象物の中からごく少量サンプリングして選別対象物中の特定元素の含有レベルを判定することにより、非常に細かい単位で特定元素の含有レベルを判定することができ、選別対象物を管理基準に対して確実に選別し、原材料の効率的な利用や廃棄物のリサイクルの推進等を積極的に推進することができる。また、都市の廃棄物を鉱石に見立てた都市鉱山からのレアメタルの回収に関し、廃棄物中のレアメタルの含有レベルを計測して廃棄物を選別し、効率的にリサイクルしていくこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態である自動選別装置の構成を示す側面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［実施形態の自動選別装置］
以下、本発明の実施形態を本発明に係る自動選別装置の構成を示す側面説明図である図１に基づいて説明する。
【００２０】
本実施形態の自動選別装置は、図１に示すように、原材料、製品、廃棄物などの粉状若しくは粒状の選別対象物１を搬送する搬送部２と、搬送部２上から選別対象物１の一部１ａを採取するサンプリング部３と、サンプリング部３で採取した選別対象物１の一部１ａが移入され、その選別対象物１の一部１ａに前処理を施す前処理室４と、前処理室４で前処理を施した選別対象物１の一部１ａが移入される試料室５と、試料室５に密接して選別対象物１の一部１ａに近接し、選別対象物１の一部１ａにＸ線を照射し、Ｘ線の照射で発生する蛍光Ｘ線を計測する蛍光Ｘ線計測部６と、試料室５の選別対象物１の一部１ａの排出先である排出路７と、ＣＰＵ等の処理部及び所定制御プログラム等を記憶するハードディスクやメモリ等の記憶部で構成され、蛍光Ｘ線計測部６の計測結果から選別対象物１の一部ａの特定元素の含有濃度等の含有レベルを判定する判定部８と、ＣＰＵ等の処理部及び所定制御プログラム等を記憶するハードディスクやメモリ等の記憶部で構成され、各部の動作を制御する制御部９と、搬送部２のサンプリング部３の下流側に設けられ、判定部８の判定結果に応じて選別対象物１を選別する選別部１０とを備える。
なお、特定元素とは、Ｘ線照射によって蛍光Ｘ線を発生する元素であり、例えば鉛、水銀、カドミウム等の重金属、金、銀、銅、白金等の有価金属、ニッケル、コバルト、マンガン等の鉱石成分などが挙げられる。また、特定元素の含有レベルは、量、率或いは独自に設定されるレベルによるものなど適宜である。
【００２１】
さらに、自動選別装置は、前処理室４、試料室５及び排出路７を減圧にし、選別対象物１の一部１ａを移送するための減圧部４１、５１、７１と、サンプリング部３と前処理室４との間、前処理室４と試料室５との間、試料室５と排出路７との間、排出路７の途中をそれぞれ仕切るシャッター４２、５２、７２、７３と、各部を制御するための検知情報を制御部９に出力するセンサー３３、４３、５３、７４とを有し、制御部９で減圧部４１、５１、７１とシャッター４２、５２、７２、７３の動作を制御することにより、選別対象物１の一部１ａの採取や、前処理室４、試料室５及び排出路７への選別対象物１の一部１ａの移送が可能となっている。
【００２２】
搬送部２は、本例ではベルトコンベアであり、制御部９の制御に応じて駆動・駆動停止し、選別対象物１の搬送・搬送停止を行うようになっている。なお、搬送部２は、本例のベルトコンベアに限定されず、選別対象物１を搬送可能なものであれば適宜であり、例えば移動式コンテナ、トラック等とすることも可能である。
【００２３】
サンプリング部３は、ホース状或いはパイプ状の移送路３１と、所定間隔を開けて設けられ移送路３１に通じる複数の吸入口３２とを有する。サンプリング部３は、後述する減圧機構で移送路３１内を減圧し、複数の吸入口３２（図示例では５個の吸入口３２）で搬送部２上の選別対象物１の複数箇所から選別対象物１の一部１ａを減圧吸引し、移送路３１で前処理室４内に移送する。サンプリング部３の少なくとも複数の吸入口３２及びその周辺領域は、選別対象物１に対向した状態で伸縮して上下動するようになっている。そして、搬送部２で選別対象物１がサンプリング部３の直下まで搬送されてきた際に、複数の吸入口３２が同時に下降して選別対象物１に近接し、各吸入口３２が所定量の選別対象物１を吸引し、サンプリング部３は、各吸入口３２から吸引された選別対象物１の合計量である一部１ａを採取する。前記採取の終了後、前記減圧吸引を停止し、複数の吸入口３２は上昇して選別対象物１の残部１ｂから所定距離離れるようになっている。複数の吸入口３２及びその周辺領域の上下動と、前記減圧機構の動作は制御部９の制御に応じて行われる。
【００２４】
サンプリング部３の選別対象物１の一部１ａの移送方向の上流側、図示例では搬送部２の最下流側に位置する吸入口３２の近傍には、選別対象物１の有無を検出するためのセンサー３３が設けられている。センサー３３は、例えば光電センサーであり、搬送部２や選別対象物１までの距離を計測して計測距離を制御部９に出力し、制御部９がその計測距離に応じて搬送部２上の選別対象物１の有無を判定するようになっている。制御部９は、センサー３３の検知情報及びその判定結果に応じて、サンプリング部３の直下まで選別対象物１が搬送されてきたことを認識して搬送部２の搬送を停止すると共に、前述の吸入口３２の下降、減圧吸引及び前処理室４内への選別対象物１の一部１ａの移送の動作を制御する。
【００２５】
前処理室４は、選別対象物１の一部１ａが試料室５に移入される前に移入される室であり、選別対象物１の性状で蛍光Ｘ線計測に誤差を生ずる場合があることに対応し、蛍光Ｘ線計測を正確に行うために選別対象物１の一部１ａに前処理を施す室である。前処理室４は、選別対象物１の一部１ａを加熱して含有水分を除去する乾燥室、若しくは選別対象物１の一部１ａを粒径を均一化するためにローラー等で粉砕する粉砕室、若しくは選別対象物１の一部１ａを均一化するために攪拌棒等で混合攪拌する混合室、若しくはこれらの乾燥室と粉砕室と混合室の少なくとも２つの組み合わせの複数室等とすることが可能であり、前処理室４の乾燥、粉砕または混合攪拌等の前処理は制御部９の制御によって行われる。
【００２６】
例えば選別対象物１が比較的乾燥し、粒径が均一である場合には、前処理室４として混合室を設けて選別対象物１の一部１ａを混合攪拌する構成とし、また、選別対象物１が含水している場合には、前処理室４として乾燥室を設けて選別対象物１の一部１ａを加熱して水分を飛ばす構成とし、また、選別対象物１の粒径が不均一である場合には、前処理室４として粉砕室を設けて選別対象物１の一部１ａ中の粒径の大きいものを粉砕する構成とし、また、選別対象物１が含水し、且つ粒径が不均一である場合には、前処理室４として乾燥室と粉砕室と混合室を設けて選別対象物１の一部１ａの水分を飛ばし、粉砕して粒径を均一化して混合攪拌する構成等とする。
なお、乾燥室または粉砕室と混合室を設ける場合、混合室は乾燥室または粉砕室の後に設けると好適であり、また、乾燥室と粉砕室を設ける場合の順番は適宜である。
【００２７】
前処理室４には、減圧ポンプ等の減圧部４１が接続されており、減圧部４１による減圧で前処理室４内を減圧可能であると共に、図示省略する開閉弁等で前処理室４内の減圧雰囲気を大気開放可能になっている。また、前処理室４には、移送路３１と前処理室４とを仕切る開閉可能なシャッター４２が設けられ、減圧部４１とシャッター４２とにより、前記移送路３１内を減圧する減圧機構を構成しており、減圧部４２の駆動・駆動停止及びシャッター４２の開閉動作は制御部９で制御される。即ち、選別対象物１を移送路３１から減圧吸引する際には、減圧部４１で前処理室４内を減圧し、シャッター４２を開いて移送路３１内を減圧することにより吸引し、選別対象物１の一部１ａを移送路３１を介して前処理室４内に移送する。
【００２８】
前処理室４には、選別対象物１の一部１ａの有無を検出するためのセンサー４３が設けられている。センサー４３は、例えば光電センサーであり、前処理室４の底面や選別対象物１の一部１ａまでの距離を計測して計測距離を制御部９に出力し、制御部９がその計測距離に応じて前処理室４内の選別対象物１の一部１ａの有無或いは所定量の選別対象物１の一部１ａの存在を判定するようになっている。制御部９は、センサー４３の検知情報及びその判定結果に応じて、減圧部４１を停止すると共に前処理室４の入口のシャッター４２を閉じる動作を制御して減圧吸引を停止し、吸入口３２の上昇動作を制御し、さらに前処理動作を制御する。そして、制御部９は、前処理動作の終了後に、前処理室４を大気開放して、後述する試料室５に選別対象物１の一部１ａを移送するが、この際に、センサー４３の検知情報とその検知情報に基づく前処理室４内に選別対象物１の一部１ａが無くなったことの判定に応じて、試料室５の減圧部５１を停止すると共に、試料室５の入口のシャッター５２を閉じる動作を制御する。
【００２９】
試料室５は、蛍光Ｘ線計測部６による蛍光Ｘ線の計測が行われる室であり、選別対象物１の一部１ａが封入される。試料室５には、減圧ポンプ等の減圧部５１が接続されており、減圧部５１による減圧で試料室５内を減圧可能であると共に、図示省略する開閉弁等で試料室５内の減圧雰囲気を大気開放可能になっている。また、試料室５には、前処理室４と試料室５とを仕切る開閉可能なシャッター５２が設けられ、減圧部５２の駆動・駆動停止及びシャッター５２の開閉動作は制御部９で制御される。即ち、制御部９は、前処理動作の終了後或いは前処理動作中に、減圧部５１による減圧を開始し、その後にシャッター５２を開放し、大気開放された前処理室４から減圧雰囲気の試料室５に選別対象物１の一部１ａを減圧吸引して移送すると共に、上述の前処理室４のセンサー４３の検知情報に基づき、移送後に、減圧部５１を停止してシャッター５２を閉じる動作を制御する。
【００３０】
試料室５には、選別対象物１の一部１ａの有無を検出するためのセンサー５３が設けられている。センサー５３は、例えば光電センサーであり、試料室５の底面や選別対象物１の一部１ａまでの距離を計測して計測距離を制御部９に出力し、制御部９がその計測距離に応じて試料室５内の選別対象物１の一部１ａの有無或いは所定量の選別対象物１の一部１ａの存在を判定するようになっている。制御部９は、後述する蛍光Ｘ線計測の終了後に或いは計測中に減圧部７１による減圧を開始し、試料室５を大気開放して、シャッター７２を開放し、試料室５から排出路７に選別対象物１の一部１ａを減圧吸引して移送排出するが、その後、センサー５３の検知情報とその検知情報に基づく試料室５内に選別対象物１の一部１ａが無くなったことの判定に応じて、排出路７の減圧部７１を停止すると共に、試料室５の出口に相当する排出路７の入口側のシャッター７２を閉じる動作を制御し、さらに、排出路７の出口側のシャッター７３を開け、選別部１０に選別対象物１の一部１ａを排出する動作を制御する。
【００３１】
蛍光Ｘ線計測部６は、その計測窓６１を試料室５に密接して選別対象物１の一部１ａに計測窓６１を近接し、その状態で制御部９の制御に応じて、選別対象物１の一部１ａにＸ線を照射し、Ｘ線の照射で発生する蛍光Ｘ線を計測するものである。図示例の蛍光Ｘ線計測部６では、計測窓６１が試料室５の下側に配置され、試料室５の底面の下側に計測窓６１を密接するようになっている。前記試料室５底面はＸ線、蛍光Ｘ線を透過可能な素材であれば適宜の素材とすることが可能であり、また、その厚さは可能な限り薄くすることが好ましい。前記構成により、特定元素の含有の有無だけではなく含有レベルまで計測することが可能となり、且つ誤差の小さい計測が可能となる。また、計測の際に、選別対象物１に蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を直接押し当てることがないため、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を保護することができ、長期的かつ安定的な計測が可能となる。
【００３２】
排出路７は、蛍光Ｘ線計測が終了した選別対象物１の一部１ａを試料室５から排出する経路であり、蛍光Ｘ線計測が終了した選別対象物１の一部１ａは排出路７を経由して、その計測に基づいて選別される搬送部２上の選別対象物１の残部１ｂと共に選別部１０に排出される。排出路７は、排出路７内を減圧可能な減圧ポンプ等の減圧部７１と、試料室５と排出路７との間を開閉可能に仕切る排出路７の入口側のシャッター７２と、排出路７の出口側のシャッター７３とを有し、制御部９は、上述の如く、減圧部７１とシャッター７２、７３の動作を制御する。
【００３３】
さらに、排出路７には、選別対象物１の一部１ａの有無を検出するためのセンサー７４が設けられている。センサー７４は、例えば光電センサーであり、排出路７の側壁や選別対象物１の一部１ａまでの距離を計測して計測距離を制御部９に出力し、制御部９がその計測距離に応じて排出路７内の選別対象物１の一部１ａの有無を判定するようになっている。制御部９は、排出路７からの選別対象物１の一部１ａの排出時に、センサー７４の検知情報とその検知情報に基づく排出路７内に選別対象物１の一部１ａが無くなったことの判定に応じて、排出路７の出口側のシャッター７３を閉じる動作を制御する。
なお、排出路７は、必ずしも選別部１０に接続する必要はなく、選別対象物１の一部１ａについて別途分析等を行いたい場合には、一時貯留槽やサンプリング容器などに排出路７を接続して選別対象物１の一部１ａを保管し、選別対象物１の残部１ｂのみを選別することも可能である。
【００３４】
判定部８には、蛍光Ｘ線計測部６から蛍光Ｘ線の計測結果が入力され、その計測結果から選別対象物１の一部ａの特定元素の含有レベルを取得し、その記憶部に記憶されている所定の管理基準値と対比し、選別対象物１の特定元素の含有レベルが管理基準を充足するか、充足しないかを判定し、その判定情報を制御部９に出力する。制御部９は、上述の各部の動作を制御すると共に、前記判定情報に応じて、所要の選別経路で選別対象物１を搬送するように選別経路を設定或いは切り替える。
【００３５】
選別部１０は、判定部８の判定結果に基づく制御部９の制御に応じて選別経路を設定でき、所要の選別経路に選別対象物１を搬送可能なものであれば適宜であり、例えば異なる方向の選別対象物１を搬送する２つのベルトコンベア、或いは正逆転可能なベルトコンベア、２つ若しくは複数の移動式コンテナなど様々なものを採用することが可能である。選別部１０は、搬送部２による搬送経路でサンプリング部３の下流側に設けられる。
なお、搬送部２が移動式コンテナやトラックなどであれば、搬送部２自体をそのまま選別部１０とすることが可能である。選別部１０には、搬送部２上の選別対象物１の残部１ｂと合わさるように、排出路７から選別対象物１の一部１ａが排出され、選別部１０は、選別対象物１の一部１ａと残部１ｂが合わさったものを選別部１０で選別する、或いは選別対象物１の一部１ａと残部１ｂを選別部１０で選別する。
【００３６】
次に、本実施形態の自動選別装置の動作について説明する。
なお、図１の点線は制御部９による制御、二点鎖線は選別対象物１の移送方向を示す。図１の自動選別装置において、先ず搬送部２により選別対象物１を搬送する。選別対象物１は粉状若しくは粒状のものであれば原材料、製品、廃棄物など適宜である。搬送されてくる選別対象物１は、センサー３３により検知され、その検知情報が制御部９に出力される。制御部９は、前記検知情報に応じて、選別対象物１がサンプリング部３の直下に位置したと認識し、その時点で搬送部２による搬送を停止すると共に、サンプリング部３の複数の吸入口３２を下降し、選別対象物１に近付ける。
【００３７】
搬送停止・吸入口３２の下降後、制御部９の制御により、減圧部４１を駆動して前処理室４内を減圧すると共に、制御部９の記憶部に記憶されている所定時間の経過後に前処理室４の入口側のシャッター４２を開き、前処理室４に通じる移送路３１を減圧して、複数の吸入口３２から選別対象物１の一部１ａを減圧吸引し、所定量の選別対象物１の一部１ａを前処理室４内に移送する。そして、前処理室４のセンサー４３が所定量の選別対象物１の一部１ａを検知した際に、その検知情報を制御部９に出力する。制御部９は、減圧部４１を停止し、前処理室４の入口側のシャッター４２を閉じると共に、サンプリング部３の吸入口３２を上昇させる。
なお、搬送部２からの選別対象物１の一部１ａの採取は所定間隔、即ち搬送部２で搬送される選別対象物１についてほぼ一定量が搬送される毎に行うことができる。また、減圧吸引する選別対象物１の一部１ａの量は、減圧の度合いや吸引時間等の調整で適宜所要量に調整することが可能である。
【００３８】
その後、制御部９の制御により、前処理室４において、選別対象物１の一部１ａに対して乾燥、粉砕、混合若しくはこれらのうちの少なくとも２つを組み合わせである前処理を施す。そして、制御部９の制御により、前処理終了後に、前処理室４を大気開放し、減圧部５１による減圧を開始すると共に、制御部９の記憶部に記憶されている所定時間の経過後に試料室５の入口側のシャッター５２を開放し、大気開放された前処理室４から減圧雰囲気の試料室５に所定量の選別対象物１の一部１ａを減圧吸引して移送する。
なお、前記前処理においては、前処理の種類に応じて前処理室４内を減圧状態或いは大気開放状態とすることが可能であり、例えば前処理室４を乾燥室とする場合には、乾燥室内を減圧状態にして乾燥を早めることができる。制御部９は、前処理室４のセンサー４３の検知情報から前処理室４の選別対象物１が無くなったことを検出した際には、試料室５の減圧部５１による減圧を停止させ、試料室５の入口側のシャッター５２を閉じる。
【００３９】
その後、減圧状態の試料室５において、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を試料室５の底面に密接して選別対象物１の一部１ａに近接した状態で、制御部９の制御により蛍光Ｘ線計測部６で蛍光Ｘ線を計測すると共に、排出路７の減圧部７１を稼動し、排出路７を減圧にする。制御部９の記憶部に設定されている所定時間が経過すると、制御部９の制御により蛍光Ｘ線計測が終了し、その計測結果が判定部８に出力され、判定部８から特定元素の含有レベルの判定結果が制御部９に出力される。制御部９は、その判定結果に応じて選別部１０の選別経路を設定或いは切り替え、搬送部２にて制御部９の記憶部に設定されている所定距離だけ搬送し、選別対象物１の残部１ｂを選別部１０に排出する。
【００４０】
また、制御部９の制御により、試料室５を大気開放して減圧状態を解除すると共に、排出路７の入口側（試料室５の出口側）のシャッター７２が開き、排出路７に蛍光Ｘ線の計測が終了した選別対象物１の一部１ａが吸引され、試料室５に備えられたセンサー５３が試料室５の選別対象物１が排出路６に全て排出され、無くなったことを検知したら、その検知情報が制御部９に出力される。これに応じて制御部９は、排出路７の減圧部７１を停止させ、排出路７の入口側（試料室５の出口側）のシャッター７２を閉じると共に、排出路７の出口側のシャッター７３を開け、選別対象物１を選別部１０に排出し、排出路７に設けられたセンサー７４が排出路７に選別対象物１の一部１ａが無くなったことを検知したら、排出路７の出口側のシャッター７３を閉じる。これらの工程は、全ての選別対象物１の選別が終了するまで繰り返し行われる。
【００４１】
本実施形態の自動選別装置或いはその自動選別方法は、所定間隔を開けて配置されている複数の吸入口３２から選別対象物１を採取し、選別対象物１の状態に応じて適切な前処理を施し、その選別対象物１の一部１ａに対して蛍光Ｘ線計測部６を近接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物１に含まれる特定元素の含有レベルを非常に正確に判定することが可能であり、特定元素の含有レベルの高い選別対象物１と特定元素の含有レベルの低い選別対象物１に正確に選別し、異なる搬送経路に搬出することができる。従って、効率の良い選別が可能となり、選別された選別対象物１に対してそれぞれの特定元素の含有レベルに応じた管理及び利用ができる。また、人手による乾燥、粉砕、混合という前処理や人手によるサンプリングが不要となり、選別工程の効率化を図ることができる。
【００４２】
また、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を選別対象物１の一部１ａに直接押し当てずに、近接させて計測を行うことにより、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１に選別対象物１の一部１ａが付着することを防止でき、選別対象物１中の特定元素の含有レベルを長期的に且つ迅速に計測することができる。また、減圧部４１、５１、７１と、シャッター４２、５２、７２等から構成される減圧機構で選別対象物１の一部１ａを移送することにより、低コストで装置を構成し、効率的に選別対象物１の一部１ａを移送することができる。また、選別対象物１の一部１ａと残部１ｂを全て選別するので、選別対象物の一部１ａを選別しない場合に必要となる保管場所や保管コストを不要にすることができる。
【００４３】
また、選別対象物１を減圧吸引する場合にだけ吸入口３２を下降し、吸引しない場合に吸入口３２を上昇させて選別対象物１或いは搬送部２から離間させることにより、選別対象物１と吸入口３２やその周辺領域との意図しない接触を防止でき、サンプリング部３の損傷等を未然に防止できる。また、蛍光Ｘ線計測時に試料室５を減圧状態にすることができるので、蛍光Ｘ線計測時における蛍光Ｘ線の強度の減衰を低減することができる。また、前処理室４を乾燥室とする場合には、前処理室４内を減圧下にして乾燥処理を施すことができ、選別対象物１の一部１ａの乾燥を早めることができる。
【００４４】
［実施形態の変形例等］
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含み、下記の変形例等も包含する。
【００４５】
例えば上記実施形態では、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を選別対象物１の一部１ａに近接して、蛍光Ｘ線を計測する構成としたが、試料室５内に昇降可能に蛍光Ｘ線計測部６を設け、制御部９の制御により、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を選別対象物１の一部１ａに押し当てるようにして略当接し、その状態で選別対象物１の一部１ａにＸ線を照射し、その照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する構成とすることも可能である。前記略当接で計測窓６１に選別対象物１が付着した場合にも、試料室５から排出路７に減圧吸引する際に、付着した選別対象物１を減圧吸引で除去することが可能であり、長期的に安定且つ正確な計測を行うことができる。
【００４６】
また、上記実施形態の如く、サンプリング部３の吸入口３２は所定間隔を開けて複数個設ける構成とすると好ましいが、吸入口３２が単数のサンプリング部３２を用いることも可能である。また、サンプリング部３は１基のみを用いる構成の他に、搬送部２の搬送方向に複数基のサンプリング部３を配列する構成、或いは搬送部２の搬送方向と直角方向に複数基配列する構成としてもよく、好適には複数の吸入口３２を有するサンプリング部３を搬送方向と直角方向に複数基設置する構成とするとよい。前記構成により、広い範囲の計測が行えるため、選別対象物の正確な代表計測値をより得易くなる。
【実施例】
【００４７】
［実施例１］
図１の自動選別装置により、粉末状になった使用済みのＰｔ触媒とＮｉ触媒の選別試験を実施した。
触媒は、石油化学、石油精製、排ガス処理、脱臭装置など様々な分野で使用されており、使用済み触媒中には種々の有価金属元素が含有されている。もしこのような使用済み触媒を残存する含有元素毎、或いは特定元素の含有濃度毎に選別することができれば、使用済み触媒からの有価金属元素の回収の効率化を図ることができ、金属資源リサイクルの推進に貢献することができる。
【００４８】
選別試験は、選別対象物１としてＰｔ触媒及びＮｉ触媒を各１００ｋｇずつ用意した。選別する単位は４ｋｇ、即ちＰｔ触媒及びＮｉ触媒を各２５個口とし、搬送部２の上にランダムに載置し、搬送した。サンプリング部３の直下に触媒の１個口が搬送されてきたら、搬送部２を停止し、サンプリング部３により触媒のサンプル採取を行った。サンプリング数はその１個口の中から５箇所について行った。
前処理室４には、触媒が粉末状であるため混合室を採用し、各触媒中のＰｔ及びＮｉ含有濃度の均一化を図った。
蛍光Ｘ線の計測時間は１個口当り１０秒とし、判定部８には今回はＰｔ含有基準値のみを記憶させ、蛍光Ｘ線計測結果が基準値より上であればＰｔ触媒、下であればＮｉ触媒として選別することとした。
以上のようにして選別試験を行った結果、予め用意した２００ｋｇの試験用使用済み触媒をＰｔ触媒とＮｉ触媒とに選別することができた。
【００４９】
［実施例２］
図１の自動選別装置により、粗鉱になった低品位Ｎｉ鉱石と高品位Ｎｉ鉱石の選別試験を実施した。
製錬分野においては、従来は品位の低さから製錬は困難とされていた水準の鉱石であっても、ある一定の水準以上の品位があれば、精錬技術の向上により現在は商業用として利用することが可能となってきている。こういった状況下において、鉱石を含有元素毎、或いは特定元素の含有濃度毎に選別することができれば、資源をより一層効率的に利用することができる。
【００５０】
選別試験は、選別対象物１として低品位Ｎｉ鉱石及び高品位Ｎｉ鉱石を各５００ｋｇずつ用意した。選別する単位は１０ｋｇ、即ち低品位Ｎｉ鉱石及び高品位Ｎｉ鉱石を各５０個口とし、搬送部２の上にランダムに載置し、搬送した。サンプリング部３の直下に前記鉱石の１個口が搬送されてきたら、搬送部２を停止し、サンプリング部３により前記鉱石のサンプル採取を行った。サンプリング数はその１個口の中から５箇所について行った。
前処理室４には、前記鉱石が粗鉱であるため粉砕室を採用し、各鉱石の粒径及び鉱石中のＮｉ含有濃度の均一化を図った。
蛍光Ｘ線の計測時間は１個口当たり１０秒とし、判定部８にはＮｉの含有基準値のみを記憶させ、選別を行った。
以上のようにして選別試験を行った結果、予め用意した１０００ｋｇの試験用鉱石を低品位Ｎｉ鉱石と高品位Ｎｉ鉱石とに選別することができた。
【００５１】
［実施例３］
図１の自動選別装置により、清浄な土壌とＰｂ及びＳｅで汚染された重金属汚染土壌の選別試験を行った。
土壌修復分野においては、オンサイトで土壌修復の必要性の有無をより迅速に得られる方法が望まれる。また、セメント製造分野においては、汚染土壌も重金属の含有濃度によっては原材料として利用されている。このため、汚染土壌を含有元素毎、或いは含有濃度毎に選別することができれば、土壌修復コストを削減し、汚染土壌を資源として有効活用することができる。
【００５２】
選別試験は、選別対象物１として清浄土壌及び重金属汚染土壌を各１０ｔずつ用意した。選別する単位は２００ｋｇ、即ち清浄土壌及び重金属土壌を各５０個口とし、搬送部２の上にランダムに載置し、搬送した。サンプリング部３の直下に土壌の１個口が搬送されてきたら、搬送部２を停止し、サンプリング部３により土壌のサンプル採取を行った。サンプリング数はその１個口の中から１０箇所について行った。
前処理室４には、土壌が含水状態で粒径が不均一であったため乾燥室及び粉砕室を併用したものを採用し、乾燥室で各土壌から水分を除去した後、粉砕室で各土壌の粒径及び土壌中の重金属含有濃度の均一化を図った。
蛍光Ｘ線の計測時間は１個口当たり１０秒とし、判定部８にはＰｂ及びＳｅの含有基準値を記憶させ、選別を行った。なお、判定については、Ｐｂ或いはＳｅのどちらか一方でも記憶させた含有基準値を超えてしまったら、その土壌を重金属汚染土壌とすることとした。
以上のようにして選別試験を行った結果、予め用意した２０ｔの試験用土壌を清浄土壌と重金属汚染土壌とに選別することができた。
【００５３】
なお、本発明の自動選別装置における選別単位、サンプリング数、蛍光Ｘ線計測の時間は、実施例１〜３に記載した条件のみに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、原材料、製品、廃棄物などを特定元素の含有レベルに応じて選別する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…選別対象物 １ａ…選別対象物の一部 １ｂ…選別対象物の残部 ２…搬送部 ３…サンプリング部 ３１…移送路 ３２…吸入口 ３３…センサー ４…前処理室 ４１…減圧部 ４２…シャッター ４３…センサー ５…試料室 ５１…減圧部 ５２…シャッター ５３…センサー ６…蛍光Ｘ線計測部 ６１…計測窓 ７…排出路 ７１…減圧部 ７２、７３…シャッター ７４…センサー ８…判定部 ９…制御部 １０…選別部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原材料、製品、廃棄物などの選別対象物の選別に係り、特定元素の含有レベルに応じて選別対象物を選別する自動選別装置及び自動選別方法及び資材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の安定供給や廃棄物の発生量増加に伴う最終処分場の残存容量の減少が問題化している。そのため、原材料の効率的利用や廃棄物のリサイクル推進により、資源の消費抑制、環境への負荷低減を図ることが求められている。
しかし、原材料の効率的利用や廃棄物のリサイクル推進を適切に行うに当たっては、原材料や廃棄物等の中に含有されている特定元素が特に問題となる。現在、原材料や廃棄物中に含まれる特定元素成分に対しては規制が設けられ、この規制値をクリアしたものを使用することが求められており、さらに、適切な処理が施され、十分な品質管理がなされた製品を出荷することが要求されている。
例えば、セメント製造分野においては、リサイクルを推進させるために、焼却灰や汚染土壌などの各種廃棄物がセメント原料として混合されており、そのため、予めこれら各種廃棄物中の特定元素の含有レベルを計測し、混合に適した安全なものを選別して、使用することが求められている。
【０００３】
原材料や廃棄物を適切に選別する装置としては、例えば特許文献１に開示されている、選別の対象となる廃回路基板を常に一定速度で移動させながら、蛍光Ｘ線分析により特定元素の含有の有無を検知し、その検知結果に応じて廃棄物を分別する装置が知られている。
【０００４】
また、特許文献２には、空気中においても蛍光Ｘ線による分析を可能にするため、静止状態の部材と蛍光Ｘ線検出装置との間隔を検出可能な程度まで短くし、検出感度を高めた識別装置と、より検出感度を高くするため、Ｘ線透過率が空気中よりも不活性ガス中における方が大きいことを利用し、検査室をヘリウム雰囲気にして部材を蛍光Ｘ線分析する識別装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１０９５２号公報
【特許文献２】特開平１０−２６７８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の分別装置における分別の対象となる廃回路基板の蛍光Ｘ線分析は、常に一定速度で廃回路基板を移動させながら行う。しかも、蛍光Ｘ線検出装置と廃回路基板とがかなり離間した状態で蛍光Ｘ線の計測を行っているため、蛍光Ｘ線の強度が減衰してしまい、例え廃回路基板から特定元素の含有の有無を検知し判定することができたとしても、特定元素の含有レベルまでを判定することは困難である。
【０００７】
また、特許文献２の識別装置では、識別対象の部材を静止状態にして蛍光Ｘ線の検出を行っているものであるが、特許文献１と同様に、識別対象の部材と蛍光Ｘ線検出装置とがかなり離間している状態で検出を行っているため、例え検査室をヘリウム雰囲気にしても蛍光Ｘ線強度が減衰し、特定元素の含有レベルまで判定することは困難である。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能であり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて確実に選別することができる自動選別装置、自動選別方法及び資材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の自動選別装置は、粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する搬送部と、前記搬送部の選別対象物の一部を採取するサンプリング部と、前記選別対象物の一部が移入される試料室と、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する蛍光Ｘ線計測部と、前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に応じて、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を選別する選別部と、を備えることを特徴とする。
前記構成によって、選別対象物の一部を試料として採取し、試料に対して蛍光Ｘ線計測部を近接或いは略当接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて確実に選別することができる。
【００１０】
また、本発明の自動選別装置は、前記サンプリング部が、前記搬送部の選別対象物の複数箇所から採取することにより前記選別対象物の一部を採取することを特徴とする。
前記構成によって、選別対象物の複数箇所からサンプルを採取して試料を作成し、複数のサンプルに基づく計測結果から特定元素の含有レベルを判断することができるので、選別対象物の一部として採取した試料に含まれる特定元素の含有レベルは、元々その試料が含まれていた選別対象物全体を代表する特定元素の含有レベルにより近付けることができる。従って、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルをより正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じてより確実に選別することができる。
【００１１】
また、本発明の自動選別装置は、前記サンプリング部を、移送路と、所定間隔を開けて設けられ前記移送路に通じる複数の吸入口を有する構成とし、少なくとも前記移送路内を減圧可能な減圧部を設け、前記移送路内を減圧することにより、前記複数の吸入口から前記選別対象物の一部を採取することを特徴とする。
前記構成によって、複数の吸入口から一度に選別対象物を移送することが可能であり、選別対象物の効率的な移送を行うことができる。また、減圧機構のみで複数の吸入口からの移送が可能となり、低コストで装置を構成することができる。
【００１２】
また、本発明の自動選別装置は、前記試料室内の前記選別対象物の一部を前記選別部に排出する若しくは前記選別対象物の残部と合わさるように排出する排出路を備え、前記選別対象物の残部と共に前記選別対象物の一部も選別することを特徴とする。
前記構成では、試料として用いた選別対象物の一部も選別することができ、選別対象物を残らず全て選別することが可能となる。また、選別対象物の一部が選別されない場合には、選別されずに保管する必要のある対象物が残り、保管場所や保管コストが必要となるが、斯様な保管場所や保管コストを不要にすることができる。
【００１３】
また、本発明の自動選別装置は、前記サンプリング部で採取した前記選別対象物の一部が前記試料室に移入される前に移入される前処理室を備え、前記前処理室を、前記選別対象物の一部を加熱して含有水分を除去する乾燥室、若しくは前記選別対象物の一部を粒径を均一化するために粉砕する粉砕室、若しくは前記選別対象物の一部を均一化するために混合攪拌する混合室、若しくは前記乾燥室と前記粉砕室と前記混合室の少なくとも２つの組み合わせとすることを特徴とする。
前記構成では、例えば含有水分の除去、粒径の均一化、選別対象物の均一化など選別対象物の状態に応じて適切な処理を行った後に蛍光Ｘ線の計測を行うことが可能となり、蛍光Ｘ線の計測誤差や特定元素の含有レベルの判定誤差を低減することができる。従って、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルをより正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じてより正確に選別することができる。また、人手による乾燥、粉砕、混合という前処理が不要となり、選別工程の効率化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の自動選別方法は、粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、前記搬送された選別対象物の一部を採取する工程と、前記選別対象物の一部を試料室に移入する工程と、蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、前記判定部の判定結果に応じて、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を選別する工程と、を備えることを特徴とする。
前記構成では、選別対象物の一部を試料として採取し、試料に対して蛍光Ｘ線計測部を近接或いは略当接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて正確に選別することができる。
【００１５】
また、本発明の自動選別方法は、粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、前記搬送を停止すると共に、移送路と所定間隔を開けて設けられ前記移送路に通じる複数の吸入口とから構成されるサンプリング部における前記複数の吸入口を下降して前記選別対象物に近付ける工程と、前処理室及び前記前処理室に通じる前記移送路を減圧して、前記選別対象物の一部を前記複数の吸入口から前記前処理室内に移送する工程と、前記前処理室及び前記移送路の減圧を停止すると共に、前記複数の吸入口を上昇する工程と、前記前処理室で前記選別対象物の一部に対して乾燥、粉砕、混合若しくはこれらのうちの少なくとも２つを組み合わせである前処理を施す工程と、試料室を減圧して、前記前処理を施した前記選別対象物の一部を前記前処理室から前記試料室内に移送する工程と、前記試料室の減圧を停止する工程と、前記蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、前記判定部の判定結果に応じて選別部の選別経路を設定して、前記選別対象物の残部を搬送して前記選別部に排出して選別すると共に、前記試料室から前記選別対象物の一部を前記選別部に排出して選別する工程と、を備えることを特徴とする。
前記構成では、選別対象物の複数箇所から選別対象物の一部を試料として採取し、前処理を行った後に、試料に対して蛍光Ｘ線計測部を近接或いは略当接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを非常に正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて非常に正確に選別することができる。また、複数の吸入口から一度に選別対象物を移送することが可能であり、選別対象物の効率的な移送を行うことができる。また、減圧機構のみで複数の吸入口からの移送が可能となり、低コストで装置を構成することができる。また、試料として用いた選別対象物の一部も選別することができ、選別対象物を残らず全て選別することが可能となる。また、選別対象物の一部が選別されない場合には、選別されずに保管する必要のある対象物が残り、保管場所や保管コストが必要となるが、斯様な保管場所や保管コストを不要にすることができる。
【００１６】
また、本発明の資材の製造方法は、粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、前記搬送された選別対象物の一部を採取する工程と、前記選別対象物の一部を試料室に移入する工程と、蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、前記判定部の判定結果により前記特定元素の含有レベルが所定基準を充足する場合に、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を資材として取得する工程と、を備えることを特徴とする。
前記構成では、選別対象物の一部を試料として採取し、試料に対して蛍光Ｘ線計測部を近接或いは略当接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能となり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて正確に選別し、管理基準に適合する選別対象物を資材とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の自動選別装置、自動選別方法或いは資料の製造方法は、選別対象物に含まれる特定元素の含有レベルを正確に判定することが可能であり、選別対象物を特定元素の含有レベルに応じて正確に選別することができる。特に、膨大な選別対象物の中からごく少量サンプリングして選別対象物中の特定元素の含有レベルを判定することにより、非常に細かい単位で特定元素の含有レベルを判定することができ、選別対象物を管理基準に対して確実に選別し、原材料の効率的な利用や廃棄物のリサイクルの推進等を積極的に推進することができる。また、都市の廃棄物を鉱石に見立てた都市鉱山からのレアメタルの回収に関し、廃棄物中のレアメタルの含有レベルを計測して廃棄物を選別し、効率的にリサイクルしていくこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態である自動選別装置の構成を示す側面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［実施形態の自動選別装置］
以下、本発明の実施形態を本発明に係る自動選別装置の構成を示す側面説明図である図１に基づいて説明する。
【００２０】
本実施形態の自動選別装置は、図１に示すように、原材料、製品、廃棄物などの粉状若しくは粒状の選別対象物１を搬送する搬送部２と、搬送部２上から選別対象物１の一部１ａを採取するサンプリング部３と、サンプリング部３で採取した選別対象物１の一部１ａが移入され、その選別対象物１の一部１ａに前処理を施す前処理室４と、前処理室４で前処理を施した選別対象物１の一部１ａが移入される試料室５と、試料室５に密接して選別対象物１の一部１ａに近接し、選別対象物１の一部１ａにＸ線を照射し、Ｘ線の照射で発生する蛍光Ｘ線を計測する蛍光Ｘ線計測部６と、試料室５の選別対象物１の一部１ａの排出先である排出路７と、ＣＰＵ等の処理部及び所定制御プログラム等を記憶するハードディスクやメモリ等の記憶部で構成され、蛍光Ｘ線計測部６の計測結果から選別対象物１の一部ａの特定元素の含有濃度等の含有レベルを判定する判定部８と、ＣＰＵ等の処理部及び所定制御プログラム等を記憶するハードディスクやメモリ等の記憶部で構成され、各部の動作を制御する制御部９と、搬送部２のサンプリング部３の下流側に設けられ、判定部８の判定結果に応じて選別対象物１を選別する選別部１０とを備える。
なお、特定元素とは、Ｘ線照射によって蛍光Ｘ線を発生する元素であり、例えば鉛、水銀、カドミウム等の重金属、金、銀、銅、白金等の有価金属、ニッケル、コバルト、マンガン等の鉱石成分などが挙げられる。また、特定元素の含有レベルは、量、率或いは独自に設定されるレベルによるものなど適宜である。
【００２１】
さらに、自動選別装置は、前処理室４、試料室５及び排出路７を減圧にし、選別対象物１の一部１ａを移送するための減圧部４１、５１、７１と、サンプリング部３と前処理室４との間、前処理室４と試料室５との間、試料室５と排出路７との間、排出路７の途中をそれぞれ仕切るシャッター４２、５２、７２、７３と、各部を制御するための検知情報を制御部９に出力するセンサー３３、４３、５３、７４とを有し、制御部９で減圧部４１、５１、７１とシャッター４２、５２、７２、７３の動作を制御することにより、選別対象物１の一部１ａの採取や、前処理室４、試料室５及び排出路７への選別対象物１の一部１ａの移送が可能となっている。
【００２２】
搬送部２は、本例ではベルトコンベアであり、制御部９の制御に応じて駆動・駆動停止し、選別対象物１の搬送・搬送停止を行うようになっている。なお、搬送部２は、本例のベルトコンベアに限定されず、選別対象物１を搬送可能なものであれば適宜であり、例えば移動式コンテナ、トラック等とすることも可能である。
【００２３】
サンプリング部３は、ホース状或いはパイプ状の移送路３１と、所定間隔を開けて設けられ移送路３１に通じる複数の吸入口３２とを有する。サンプリング部３は、後述する減圧機構で移送路３１内を減圧し、複数の吸入口３２（図示例では５個の吸入口３２）で搬送部２上の選別対象物１の複数箇所から選別対象物１の一部１ａを減圧吸引し、移送路３１で前処理室４内に移送する。サンプリング部３の少なくとも複数の吸入口３２及びその周辺領域は、選別対象物１に対向した状態で伸縮して上下動するようになっている。そして、搬送部２で選別対象物１がサンプリング部３の直下まで搬送されてきた際に、複数の吸入口３２が同時に下降して選別対象物１に近接し、各吸入口３２が所定量の選別対象物１を吸引し、サンプリング部３は、各吸入口３２から吸引された選別対象物１の合計量である一部１ａを採取する。前記採取の終了後、前記減圧吸引を停止し、複数の吸入口３２は上昇して選別対象物１の残部１ｂから所定距離離れるようになっている。複数の吸入口３２及びその周辺領域の上下動と、前記減圧機構の動作は制御部９の制御に応じて行われる。
【００２４】
サンプリング部３の選別対象物１の一部１ａの移送方向の上流側、図示例では搬送部２の最下流側に位置する吸入口３２の近傍には、選別対象物１の有無を検出するためのセンサー３３が設けられている。センサー３３は、例えば光電センサーであり、搬送部２や選別対象物１までの距離を計測して計測距離を制御部９に出力し、制御部９がその計測距離に応じて搬送部２上の選別対象物１の有無を判定するようになっている。制御部９は、センサー３３の検知情報及びその判定結果に応じて、サンプリング部３の直下まで選別対象物１が搬送されてきたことを認識して搬送部２の搬送を停止すると共に、前述の吸入口３２の下降、減圧吸引及び前処理室４内への選別対象物１の一部１ａの移送の動作を制御する。
【００２５】
前処理室４は、選別対象物１の一部１ａが試料室５に移入される前に移入される室であり、選別対象物１の性状で蛍光Ｘ線計測に誤差を生ずる場合があることに対応し、蛍光Ｘ線計測を正確に行うために選別対象物１の一部１ａに前処理を施す室である。前処理室４は、選別対象物１の一部１ａを加熱して含有水分を除去する乾燥室、若しくは選別対象物１の一部１ａを粒径を均一化するためにローラー等で粉砕する粉砕室、若しくは選別対象物１の一部１ａを均一化するために攪拌棒等で混合攪拌する混合室、若しくはこれらの乾燥室と粉砕室と混合室の少なくとも２つの組み合わせの複数室等とすることが可能であり、前処理室４の乾燥、粉砕または混合攪拌等の前処理は制御部９の制御によって行われる。
【００２６】
例えば選別対象物１が比較的乾燥し、粒径が均一である場合には、前処理室４として混合室を設けて選別対象物１の一部１ａを混合攪拌する構成とし、また、選別対象物１が含水している場合には、前処理室４として乾燥室を設けて選別対象物１の一部１ａを加熱して水分を飛ばす構成とし、また、選別対象物１の粒径が不均一である場合には、前処理室４として粉砕室を設けて選別対象物１の一部１ａ中の粒径の大きいものを粉砕する構成とし、また、選別対象物１が含水し、且つ粒径が不均一である場合には、前処理室４として乾燥室と粉砕室と混合室を設けて選別対象物１の一部１ａの水分を飛ばし、粉砕して粒径を均一化して混合攪拌する構成等とする。
なお、乾燥室または粉砕室と混合室を設ける場合、混合室は乾燥室または粉砕室の後に設けると好適であり、また、乾燥室と粉砕室を設ける場合の順番は適宜である。
【００２７】
前処理室４には、減圧ポンプ等の減圧部４１が接続されており、減圧部４１による減圧で前処理室４内を減圧可能であると共に、図示省略する開閉弁等で前処理室４内の減圧雰囲気を大気開放可能になっている。また、前処理室４には、移送路３１と前処理室４とを仕切る開閉可能なシャッター４２が設けられ、減圧部４１とシャッター４２とにより、前記移送路３１内を減圧する減圧機構を構成しており、減圧部４２の駆動・駆動停止及びシャッター４２の開閉動作は制御部９で制御される。即ち、選別対象物１を移送路３１から減圧吸引する際には、減圧部４１で前処理室４内を減圧し、シャッター４２を開いて移送路３１内を減圧することにより吸引し、選別対象物１の一部１ａを移送路３１を介して前処理室４内に移送する。
【００２８】
前処理室４には、選別対象物１の一部１ａの有無を検出するためのセンサー４３が設けられている。センサー４３は、例えば光電センサーであり、前処理室４の底面や選別対象物１の一部１ａまでの距離を計測して計測距離を制御部９に出力し、制御部９がその計測距離に応じて前処理室４内の選別対象物１の一部１ａの有無或いは所定量の選別対象物１の一部１ａの存在を判定するようになっている。制御部９は、センサー４３の検知情報及びその判定結果に応じて、減圧部４１を停止すると共に前処理室４の入口のシャッター４２を閉じる動作を制御して減圧吸引を停止し、吸入口３２の上昇動作を制御し、さらに前処理動作を制御する。そして、制御部９は、前処理動作の終了後に、前処理室４を大気開放して、後述する試料室５に選別対象物１の一部１ａを移送するが、この際に、センサー４３の検知情報とその検知情報に基づく前処理室４内に選別対象物１の一部１ａが無くなったことの判定に応じて、試料室５の減圧部５１を停止すると共に、試料室５の入口のシャッター５２を閉じる動作を制御する。
【００２９】
試料室５は、蛍光Ｘ線計測部６による蛍光Ｘ線の計測が行われる室であり、選別対象物１の一部１ａが封入される。試料室５には、減圧ポンプ等の減圧部５１が接続されており、減圧部５１による減圧で試料室５内を減圧可能であると共に、図示省略する開閉弁等で試料室５内の減圧雰囲気を大気開放可能になっている。また、試料室５には、前処理室４と試料室５とを仕切る開閉可能なシャッター５２が設けられ、減圧部５２の駆動・駆動停止及びシャッター５２の開閉動作は制御部９で制御される。即ち、制御部９は、前処理動作の終了後或いは前処理動作中に、減圧部５１による減圧を開始し、その後にシャッター５２を開放し、大気開放された前処理室４から減圧雰囲気の試料室５に選別対象物１の一部１ａを減圧吸引して移送すると共に、上述の前処理室４のセンサー４３の検知情報に基づき、移送後に、減圧部５１を停止してシャッター５２を閉じる動作を制御する。
【００３０】
試料室５には、選別対象物１の一部１ａの有無を検出するためのセンサー５３が設けられている。センサー５３は、例えば光電センサーであり、試料室５の底面や選別対象物１の一部１ａまでの距離を計測して計測距離を制御部９に出力し、制御部９がその計測距離に応じて試料室５内の選別対象物１の一部１ａの有無或いは所定量の選別対象物１の一部１ａの存在を判定するようになっている。制御部９は、後述する蛍光Ｘ線計測の終了後に或いは計測中に減圧部７１による減圧を開始し、試料室５を大気開放して、シャッター７２を開放し、試料室５から排出路７に選別対象物１の一部１ａを減圧吸引して移送排出するが、その後、センサー５３の検知情報とその検知情報に基づく試料室５内に選別対象物１の一部１ａが無くなったことの判定に応じて、排出路７の減圧部７１を停止すると共に、試料室５の出口に相当する排出路７の入口側のシャッター７２を閉じる動作を制御し、さらに、排出路７の出口側のシャッター７３を開け、選別部１０に選別対象物１の一部１ａを排出する動作を制御する。
【００３１】
蛍光Ｘ線計測部６は、その計測窓６１を試料室５に密接して選別対象物１の一部１ａに計測窓６１を近接し、その状態で制御部９の制御に応じて、選別対象物１の一部１ａにＸ線を照射し、Ｘ線の照射で発生する蛍光Ｘ線を計測するものである。図示例の蛍光Ｘ線計測部６では、計測窓６１が試料室５の下側に配置され、試料室５の底面の下側に計測窓６１を密接するようになっている。前記試料室５底面はＸ線、蛍光Ｘ線を透過可能な素材であれば適宜の素材とすることが可能であり、また、その厚さは可能な限り薄くすることが好ましい。前記構成により、特定元素の含有の有無だけではなく含有レベルまで計測することが可能となり、且つ誤差の小さい計測が可能となる。また、計測の際に、選別対象物１に蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を直接押し当てることがないため、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を保護することができ、長期的かつ安定的な計測が可能となる。
【００３２】
排出路７は、蛍光Ｘ線計測が終了した選別対象物１の一部１ａを試料室５から排出する経路であり、蛍光Ｘ線計測が終了した選別対象物１の一部１ａは排出路７を経由して、その計測に基づいて選別される搬送部２上の選別対象物１の残部１ｂと共に選別部１０に排出される。排出路７は、排出路７内を減圧可能な減圧ポンプ等の減圧部７１と、試料室５と排出路７との間を開閉可能に仕切る排出路７の入口側のシャッター７２と、排出路７の出口側のシャッター７３とを有し、制御部９は、上述の如く、減圧部７１とシャッター７２、７３の動作を制御する。
【００３３】
さらに、排出路７には、選別対象物１の一部１ａの有無を検出するためのセンサー７４が設けられている。センサー７４は、例えば光電センサーであり、排出路７の側壁や選別対象物１の一部１ａまでの距離を計測して計測距離を制御部９に出力し、制御部９がその計測距離に応じて排出路７内の選別対象物１の一部１ａの有無を判定するようになっている。制御部９は、排出路７からの選別対象物１の一部１ａの排出時に、センサー７４の検知情報とその検知情報に基づく排出路７内に選別対象物１の一部１ａが無くなったことの判定に応じて、排出路７の出口側のシャッター７３を閉じる動作を制御する。
なお、排出路７は、必ずしも選別部１０に接続する必要はなく、選別対象物１の一部１ａについて別途分析等を行いたい場合には、一時貯留槽やサンプリング容器などに排出路７を接続して選別対象物１の一部１ａを保管し、選別対象物１の残部１ｂのみを選別することも可能である。
【００３４】
判定部８には、蛍光Ｘ線計測部６から蛍光Ｘ線の計測結果が入力され、その計測結果から選別対象物１の一部ａの特定元素の含有レベルを取得し、その記憶部に記憶されている所定の管理基準値と対比し、選別対象物１の特定元素の含有レベルが管理基準を充足するか、充足しないかを判定し、その判定情報を制御部９に出力する。制御部９は、上述の各部の動作を制御すると共に、前記判定情報に応じて、所要の選別経路で選別対象物１を搬送するように選別経路を設定或いは切り替える。
【００３５】
選別部１０は、判定部８の判定結果に基づく制御部９の制御に応じて選別経路を設定でき、所要の選別経路に選別対象物１を搬送可能なものであれば適宜であり、例えば異なる方向の選別対象物１を搬送する２つのベルトコンベア、或いは正逆転可能なベルトコンベア、２つ若しくは複数の移動式コンテナなど様々なものを採用することが可能である。選別部１０は、搬送部２による搬送経路でサンプリング部３の下流側に設けられる。
なお、搬送部２が移動式コンテナやトラックなどであれば、搬送部２自体をそのまま選別部１０とすることが可能である。選別部１０には、搬送部２上の選別対象物１の残部１ｂと合わさるように、排出路７から選別対象物１の一部１ａが排出され、選別部１０は、選別対象物１の一部１ａと残部１ｂが合わさったものを選別部１０で選別する、或いは選別対象物１の一部１ａと残部１ｂを選別部１０で選別する。
【００３６】
次に、本実施形態の自動選別装置の動作について説明する。
なお、図１の点線は制御部９による制御、二点鎖線は選別対象物１の移送方向を示す。図１の自動選別装置において、先ず搬送部２により選別対象物１を搬送する。選別対象物１は粉状若しくは粒状のものであれば原材料、製品、廃棄物など適宜である。搬送されてくる選別対象物１は、センサー３３により検知され、その検知情報が制御部９に出力される。制御部９は、前記検知情報に応じて、選別対象物１がサンプリング部３の直下に位置したと認識し、その時点で搬送部２による搬送を停止すると共に、サンプリング部３の複数の吸入口３２を下降し、選別対象物１に近付ける。
【００３７】
搬送停止・吸入口３２の下降後、制御部９の制御により、減圧部４１を駆動して前処理室４内を減圧すると共に、制御部９の記憶部に記憶されている所定時間の経過後に前処理室４の入口側のシャッター４２を開き、前処理室４に通じる移送路３１を減圧して、複数の吸入口３２から選別対象物１の一部１ａを減圧吸引し、所定量の選別対象物１の一部１ａを前処理室４内に移送する。そして、前処理室４のセンサー４３が所定量の選別対象物１の一部１ａを検知した際に、その検知情報を制御部９に出力する。制御部９は、減圧部４１を停止し、前処理室４の入口側のシャッター４２を閉じると共に、サンプリング部３の吸入口３２を上昇させる。
なお、搬送部２からの選別対象物１の一部１ａの採取は所定間隔、即ち搬送部２で搬送される選別対象物１についてほぼ一定量が搬送される毎に行うことができる。また、減圧吸引する選別対象物１の一部１ａの量は、減圧の度合いや吸引時間等の調整で適宜所要量に調整することが可能である。
【００３８】
その後、制御部９の制御により、前処理室４において、選別対象物１の一部１ａに対して乾燥、粉砕、混合若しくはこれらのうちの少なくとも２つを組み合わせである前処理を施す。そして、制御部９の制御により、前処理終了後に、前処理室４を大気開放し、減圧部５１による減圧を開始すると共に、制御部９の記憶部に記憶されている所定時間の経過後に試料室５の入口側のシャッター５２を開放し、大気開放された前処理室４から減圧雰囲気の試料室５に所定量の選別対象物１の一部１ａを減圧吸引して移送する。
なお、前記前処理においては、前処理の種類に応じて前処理室４内を減圧状態或いは大気開放状態とすることが可能であり、例えば前処理室４を乾燥室とする場合には、乾燥室内を減圧状態にして乾燥を早めることができる。制御部９は、前処理室４のセンサー４３の検知情報から前処理室４の選別対象物１が無くなったことを検出した際には、試料室５の減圧部５１による減圧を停止させ、試料室５の入口側のシャッター５２を閉じる。
【００３９】
その後、減圧状態の試料室５において、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を試料室５の底面に密接して選別対象物１の一部１ａに近接した状態で、制御部９の制御により蛍光Ｘ線計測部６で蛍光Ｘ線を計測すると共に、排出路７の減圧部７１を稼動し、排出路７を減圧にする。制御部９の記憶部に設定されている所定時間が経過すると、制御部９の制御により蛍光Ｘ線計測が終了し、その計測結果が判定部８に出力され、判定部８から特定元素の含有レベルの判定結果が制御部９に出力される。制御部９は、その判定結果に応じて選別部１０の選別経路を設定或いは切り替え、搬送部２にて制御部９の記憶部に設定されている所定距離だけ搬送し、選別対象物１の残部１ｂを選別部１０に排出する。
【００４０】
また、制御部９の制御により、試料室５を大気開放して減圧状態を解除すると共に、排出路７の入口側（試料室５の出口側）のシャッター７２が開き、排出路７に蛍光Ｘ線の計測が終了した選別対象物１の一部１ａが吸引され、試料室５に備えられたセンサー５３が試料室５の選別対象物１が排出路６に全て排出され、無くなったことを検知したら、その検知情報が制御部９に出力される。これに応じて制御部９は、排出路７の減圧部７１を停止させ、排出路７の入口側（試料室５の出口側）のシャッター７２を閉じると共に、排出路７の出口側のシャッター７３を開け、選別対象物１を選別部１０に排出し、排出路７に設けられたセンサー７４が排出路７に選別対象物１の一部１ａが無くなったことを検知したら、排出路７の出口側のシャッター７３を閉じる。これらの工程は、全ての選別対象物１の選別が終了するまで繰り返し行われる。
【００４１】
本実施形態の自動選別装置或いはその自動選別方法は、所定間隔を開けて配置されている複数の吸入口３２から選別対象物１を採取し、選別対象物１の状態に応じて適切な前処理を施し、その選別対象物１の一部１ａに対して蛍光Ｘ線計測部６を近接して蛍光Ｘ線を計測することにより、選別対象物１に含まれる特定元素の含有レベルを非常に正確に判定することが可能であり、特定元素の含有レベルの高い選別対象物１と特定元素の含有レベルの低い選別対象物１に正確に選別し、異なる搬送経路に搬出することができる。従って、効率の良い選別が可能となり、選別された選別対象物１に対してそれぞれの特定元素の含有レベルに応じた管理及び利用ができる。また、人手による乾燥、粉砕、混合という前処理や人手によるサンプリングが不要となり、選別工程の効率化を図ることができる。
【００４２】
また、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を選別対象物１の一部１ａに直接押し当てずに、近接させて計測を行うことにより、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１に選別対象物１の一部１ａが付着することを防止でき、選別対象物１中の特定元素の含有レベルを長期的に且つ迅速に計測することができる。また、減圧部４１、５１、７１と、シャッター４２、５２、７２等から構成される減圧機構で選別対象物１の一部１ａを移送することにより、低コストで装置を構成し、効率的に選別対象物１の一部１ａを移送することができる。また、選別対象物１の一部１ａと残部１ｂを全て選別するので、選別対象物の一部１ａを選別しない場合に必要となる保管場所や保管コストを不要にすることができる。
【００４３】
また、選別対象物１を減圧吸引する場合にだけ吸入口３２を下降し、吸引しない場合に吸入口３２を上昇させて選別対象物１或いは搬送部２から離間させることにより、選別対象物１と吸入口３２やその周辺領域との意図しない接触を防止でき、サンプリング部３の損傷等を未然に防止できる。また、蛍光Ｘ線計測時に試料室５を減圧状態にすることができるので、蛍光Ｘ線計測時における蛍光Ｘ線の強度の減衰を低減することができる。また、前処理室４を乾燥室とする場合には、前処理室４内を減圧下にして乾燥処理を施すことができ、選別対象物１の一部１ａの乾燥を早めることができる。
【００４４】
［実施形態の変形例等］
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含み、下記の変形例等も包含する。
【００４５】
例えば上記実施形態では、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を選別対象物１の一部１ａに近接して、蛍光Ｘ線を計測する構成としたが、試料室５内に昇降可能に蛍光Ｘ線計測部６を設け、制御部９の制御により、蛍光Ｘ線計測部６の計測窓６１を選別対象物１の一部１ａに押し当てるようにして略当接し、その状態で選別対象物１の一部１ａにＸ線を照射し、その照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する構成とすることも可能である。前記略当接で計測窓６１に選別対象物１が付着した場合にも、試料室５から排出路７に減圧吸引する際に、付着した選別対象物１を減圧吸引で除去することが可能であり、長期的に安定且つ正確な計測を行うことができる。
【００４６】
また、上記実施形態の如く、サンプリング部３の吸入口３２は所定間隔を開けて複数個設ける構成とすると好ましいが、吸入口３２が単数のサンプリング部３２を用いることも可能である。また、サンプリング部３は１基のみを用いる構成の他に、搬送部２の搬送方向に複数基のサンプリング部３を配列する構成、或いは搬送部２の搬送方向と直角方向に複数基配列する構成としてもよく、好適には複数の吸入口３２を有するサンプリング部３を搬送方向と直角方向に複数基設置する構成とするとよい。前記構成により、広い範囲の計測が行えるため、選別対象物の正確な代表計測値をより得易くなる。
【実施例】
【００４７】
［実施例１］
図１の自動選別装置により、粉末状になった使用済みのＰｔ触媒とＮｉ触媒の選別試験を実施した。
触媒は、石油化学、石油精製、排ガス処理、脱臭装置など様々な分野で使用されており、使用済み触媒中には種々の有価金属元素が含有されている。もしこのような使用済み触媒を残存する含有元素毎、或いは特定元素の含有濃度毎に選別することができれば、使用済み触媒からの有価金属元素の回収の効率化を図ることができ、金属資源リサイクルの推進に貢献することができる。
【００４８】
選別試験は、選別対象物１としてＰｔ触媒及びＮｉ触媒を各１００ｋｇずつ用意した。選別する単位は４ｋｇ、即ちＰｔ触媒及びＮｉ触媒を各２５個口とし、搬送部２の上にランダムに載置し、搬送した。サンプリング部３の直下に触媒の１個口が搬送されてきたら、搬送部２を停止し、サンプリング部３により触媒のサンプル採取を行った。サンプリング数はその１個口の中から５箇所について行った。
前処理室４には、触媒が粉末状であるため混合室を採用し、各触媒中のＰｔ及びＮｉ含有濃度の均一化を図った。
蛍光Ｘ線の計測時間は１個口当り１０秒とし、判定部８には今回はＰｔ含有基準値のみを記憶させ、蛍光Ｘ線計測結果が基準値より上であればＰｔ触媒、下であればＮｉ触媒として選別することとした。
以上のようにして選別試験を行った結果、予め用意した２００ｋｇの試験用使用済み触媒をＰｔ触媒とＮｉ触媒とに選別することができた。
【００４９】
［実施例２］
図１の自動選別装置により、粗鉱になった低品位Ｎｉ鉱石と高品位Ｎｉ鉱石の選別試験を実施した。
製錬分野においては、従来は品位の低さから製錬は困難とされていた水準の鉱石であっても、ある一定の水準以上の品位があれば、精錬技術の向上により現在は商業用として利用することが可能となってきている。こういった状況下において、鉱石を含有元素毎、或いは特定元素の含有濃度毎に選別することができれば、資源をより一層効率的に利用することができる。
【００５０】
選別試験は、選別対象物１として低品位Ｎｉ鉱石及び高品位Ｎｉ鉱石を各５００ｋｇずつ用意した。選別する単位は１０ｋｇ、即ち低品位Ｎｉ鉱石及び高品位Ｎｉ鉱石を各５０個口とし、搬送部２の上にランダムに載置し、搬送した。サンプリング部３の直下に前記鉱石の１個口が搬送されてきたら、搬送部２を停止し、サンプリング部３により前記鉱石のサンプル採取を行った。サンプリング数はその１個口の中から５箇所について行った。
前処理室４には、前記鉱石が粗鉱であるため粉砕室を採用し、各鉱石の粒径及び鉱石中のＮｉ含有濃度の均一化を図った。
蛍光Ｘ線の計測時間は１個口当たり１０秒とし、判定部８にはＮｉの含有基準値のみを記憶させ、選別を行った。
以上のようにして選別試験を行った結果、予め用意した１０００ｋｇの試験用鉱石を低品位Ｎｉ鉱石と高品位Ｎｉ鉱石とに選別することができた。
【００５１】
［実施例３］
図１の自動選別装置により、清浄な土壌とＰｂ及びＳｅで汚染された重金属汚染土壌の選別試験を行った。
土壌修復分野においては、オンサイトで土壌修復の必要性の有無をより迅速に得られる方法が望まれる。また、セメント製造分野においては、汚染土壌も重金属の含有濃度によっては原材料として利用されている。このため、汚染土壌を含有元素毎、或いは含有濃度毎に選別することができれば、土壌修復コストを削減し、汚染土壌を資源として有効活用することができる。
【００５２】
選別試験は、選別対象物１として清浄土壌及び重金属汚染土壌を各１０ｔずつ用意した。選別する単位は２００ｋｇ、即ち清浄土壌及び重金属土壌を各５０個口とし、搬送部２の上にランダムに載置し、搬送した。サンプリング部３の直下に土壌の１個口が搬送されてきたら、搬送部２を停止し、サンプリング部３により土壌のサンプル採取を行った。サンプリング数はその１個口の中から１０箇所について行った。
前処理室４には、土壌が含水状態で粒径が不均一であったため乾燥室及び粉砕室を併用したものを採用し、乾燥室で各土壌から水分を除去した後、粉砕室で各土壌の粒径及び土壌中の重金属含有濃度の均一化を図った。
蛍光Ｘ線の計測時間は１個口当たり１０秒とし、判定部８にはＰｂ及びＳｅの含有基準値を記憶させ、選別を行った。なお、判定については、Ｐｂ或いはＳｅのどちらか一方でも記憶させた含有基準値を超えてしまったら、その土壌を重金属汚染土壌とすることとした。
以上のようにして選別試験を行った結果、予め用意した２０ｔの試験用土壌を清浄土壌と重金属汚染土壌とに選別することができた。
【００５３】
なお、本発明の自動選別装置における選別単位、サンプリング数、蛍光Ｘ線計測の時間は、実施例１〜３に記載した条件のみに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、原材料、製品、廃棄物などを特定元素の含有レベルに応じて選別する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１…選別対象物 １ａ…選別対象物の一部 １ｂ…選別対象物の残部 ２…搬送部 ３…サンプリング部 ３１…移送路 ３２…吸入口 ３３…センサー ４…前処理室 ４１…減圧部 ４２…シャッター ４３…センサー ５…試料室 ５１…減圧部 ５２…シャッター ５３…センサー ６…蛍光Ｘ線計測部 ６１…計測窓 ７…排出路 ７１…減圧部 ７２、７３…シャッター ７４…センサー ８…判定部 ９…制御部 １０…選別部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する搬送部と、
前記搬送部の選別対象物の一部を採取するサンプリング部と、
前記選別対象物の一部が移入される試料室と、
前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する蛍光Ｘ線計測部と、
前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を選別する選別部と、
を備えることを特徴とする自動選別装置。
【請求項２】
前記サンプリング部が、前記搬送部の選別対象物の複数箇所から採取することにより前記選別対象物の一部を採取することを特徴とする請求項１記載の自動選別装置。
【請求項３】
前記サンプリング部を、移送路と、所定間隔を開けて設けられ前記移送路に通じる複数の吸入口を有する構成とし、
少なくとも前記移送路内を減圧可能な減圧部を設け、
前記移送路内を減圧することにより、前記複数の吸入口から前記選別対象物の一部を採取することを特徴とする請求項２記載の自動選別装置。
【請求項４】
前記試料室内の前記選別対象物の一部を前記選別部に排出する若しくは前記選別対象物の残部と合わさるように排出する排出路を備え、
前記選別対象物の残部と共に前記選別対象物の一部も選別することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動選別装置。
【請求項５】
前記サンプリング部で採取した前記選別対象物の一部が前記試料室に移入される前に移入される前処理室を備え、
前記前処理室を、
前記選別対象物の一部を加熱して含有水分を除去する乾燥室、
若しくは前記選別対象物の一部を粒径を均一化するために粉砕する粉砕室、
若しくは前記選別対象物の一部を均一化するために混合攪拌する混合室、
若しくは前記乾燥室と前記粉砕室と前記混合室の少なくとも２つの組み合わせとすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動選別装置。
【請求項６】
粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、
前記搬送された選別対象物の一部を採取する工程と、
前記選別対象物の一部を試料室に移入する工程と、
蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、
前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、
前記判定部の判定結果に応じて、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を選別する工程と、
を備えることを特徴とする自動選別方法。
【請求項７】
粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、
前記搬送を停止すると共に、移送路と所定間隔を開けて設けられ前記移送路に通じる複数の吸入口とから構成されるサンプリング部における前記複数の吸入口を下降して前記選別対象物に近付ける工程と、
前処理室及び前記前処理室に通じる前記移送路を減圧して、前記選別対象物の一部を前記複数の吸入口から前記前処理室内に移送する工程と、
前記前処理室及び前記移送路の減圧を停止すると共に、前記複数の吸入口を上昇する工程と、
前記前処理室で前記選別対象物の一部に対して乾燥、粉砕、混合若しくはこれらのうちの少なくとも２つを組み合わせである前処理を施す工程と、
試料室を減圧して、前記前処理を施した前記選別対象物の一部を前記前処理室から前記試料室内に移送する工程と、
前記試料室の減圧を停止する工程と、
前記蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、
前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、
前記判定部の判定結果に応じて選別部の選別経路を設定して、前記選別対象物の残部を搬送して前記選別部に排出して選別すると共に、前記試料室から前記選別対象物の一部を前記選別部に排出して選別する工程と、
を備えることを特徴とする自動選別方法。
【請求項８】
粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、
前記搬送された選別対象物の一部を採取する工程と、
前記選別対象物の一部を試料室に移入する工程と、
蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、
前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、
前記判定部の判定結果により前記特定元素の含有レベルが所定基準を充足する場合に、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を資材として取得する工程と、
を備えることを特徴とする資材の製造方法。
【請求項１】
粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する搬送部と、
前記搬送部の選別対象物の一部を採取するサンプリング部と、
前記選別対象物の一部が移入される試料室と、
前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する蛍光Ｘ線計測部と、
前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を選別する選別部と、
を備えることを特徴とする自動選別装置。
【請求項２】
前記サンプリング部が、前記搬送部の選別対象物の複数箇所から採取することにより前記選別対象物の一部を採取することを特徴とする請求項１記載の自動選別装置。
【請求項３】
前記サンプリング部を、移送路と、所定間隔を開けて設けられ前記移送路に通じる複数の吸入口を有する構成とし、
少なくとも前記移送路内を減圧可能な減圧部を設け、
前記移送路内を減圧することにより、前記複数の吸入口から前記選別対象物の一部を採取することを特徴とする請求項２記載の自動選別装置。
【請求項４】
前記試料室内の前記選別対象物の一部を前記選別部に排出する若しくは前記選別対象物の残部と合わさるように排出する排出路を備え、
前記選別対象物の残部と共に前記選別対象物の一部も選別することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動選別装置。
【請求項５】
前記サンプリング部で採取した前記選別対象物の一部が前記試料室に移入される前に移入される前処理室を備え、
前記前処理室を、
前記選別対象物の一部を加熱して含有水分を除去する乾燥室、
若しくは前記選別対象物の一部を粒径を均一化するために粉砕する粉砕室、
若しくは前記選別対象物の一部を均一化するために混合攪拌する混合室、
若しくは前記乾燥室と前記粉砕室と前記混合室の少なくとも２つの組み合わせとすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動選別装置。
【請求項６】
粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、
前記搬送された選別対象物の一部を採取する工程と、
前記選別対象物の一部を試料室に移入する工程と、
蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、
前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、
前記判定部の判定結果に応じて、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を選別する工程と、
を備えることを特徴とする自動選別方法。
【請求項７】
粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、
前記搬送を停止すると共に、移送路と所定間隔を開けて設けられ前記移送路に通じる複数の吸入口とから構成されるサンプリング部における前記複数の吸入口を下降して前記選別対象物に近付ける工程と、
前処理室及び前記前処理室に通じる前記移送路を減圧して、前記選別対象物の一部を前記複数の吸入口から前記前処理室内に移送する工程と、
前記前処理室及び前記移送路の減圧を停止すると共に、前記複数の吸入口を上昇する工程と、
前記前処理室で前記選別対象物の一部に対して乾燥、粉砕、混合若しくはこれらのうちの少なくとも２つを組み合わせである前処理を施す工程と、
試料室を減圧して、前記前処理を施した前記選別対象物の一部を前記前処理室から前記試料室内に移送する工程と、
前記試料室の減圧を停止する工程と、
前記蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、
前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、
前記判定部の判定結果に応じて選別部の選別経路を設定して、前記選別対象物の残部を搬送して前記選別部に排出して選別すると共に、前記試料室から前記選別対象物の一部を前記選別部に排出して選別する工程と、
を備えることを特徴とする自動選別方法。
【請求項８】
粉状若しくは粒状の選別対象物を搬送する工程と、
前記搬送された選別対象物の一部を採取する工程と、
前記選別対象物の一部を試料室に移入する工程と、
蛍光Ｘ線計測部を、前記試料室に密接して前記選別対象物の一部に近接することにより、若しくは前記試料室内の前記選別対象物の一部に略当接することにより、前記選別対象物の一部にＸ線を照射し、前記照射によって発生する蛍光Ｘ線を計測する工程と、
前記蛍光Ｘ線計測部の計測結果から前記選別対象物の一部の特定元素の含有レベルを判定する工程と、
前記判定部の判定結果により前記特定元素の含有レベルが所定基準を充足する場合に、少なくとも前記搬送部の前記選別対象物の残部を資材として取得する工程と、
を備えることを特徴とする資材の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−４１９０３（Ｐ２０１１−４１９０３Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９１５７４（Ｐ２００９−１９１５７４）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
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