JP2005118713A - 原材料からの異物の分離回収施設および分離回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 原材料中に含まれる異物を分離して回収できる、原材料からの異物の分離回収施設および分離回収方法を提供すること。
【解決手段】 異物２１、２２が混入した原材料２０中から異物２１、２２を分離回収する、原材料２０からの異物２１、２２の分離回収施設１０であって、前記異物２１、２２の混入した原材料２０に振動を与えて搬送する過程で、異物２１を浮上させて分離する振動搬送手段３０と、前記原材料２０上に浮上した異物２１を負圧吸引して回収する負圧回収手段５０と、を具備することを特徴とした、原材料２０からの異物２１、２２の分離回収施設１０である。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉱石（鉱物原料）、化学原料、食品原料や、建設残土若しくはコンクリートガラなど建設現場から発生するリサイクルに使用可能な材料、又は家庭からでる一般ゴミなどのリサイクル原料（以下、総称して「原材料」という。）を大きさ毎に分離すると共に、原材料に混入する様々な屑、プラスチック片、木片、木葉、鉄屑等の異物（以下、総称して「異物」という。）を分離して回収する、原材料からの異物の分離回収施設および分離回収方法に関するものである。

従来、この種の原材料を使用する場合、原材料に混入する異物を取り除く必要がある。一般に原材料に混入する異物を乾式で分離する手段として、スクリーン（篩）を用いる手法が広く知られている。

これまでは、原材料そのものの大きさを基に分離する技術は、回収される異物がスクリーンの篩目に規制され、不完全な異物回収手段であった。また、比重を利用した湿式による方法は、種々提案されているが、乾式においては原材料に混入した異物をサイズに規制されないで分離する好適な技術が存在しなかった。

上記のような課題を解決するために、本発明の原材料からの異物の分離回収施設は、異物が混入した原材料中から異物を分離回収する、原材料からの異物の分離回収施設であって、前記異物の混入した原材料に振動を与えて搬送する過程で、異物を浮上させて分離する振動搬送手段と、前記原材料上に浮上した異物を負圧吸引して回収する負圧回収手段と、を具備することを特徴としたものである。

また、本発明の原材料からの異物の分離回収施設は、前記した原材料からの異物の分離回収施設において、前記負圧回収手段を、振動搬送手段の終端部近傍に設けたことを特徴とする。
ここで、振動搬送手段の終端部とは、搬送経路が終わる周辺部分を指し、また近傍とは、この経路の先端部や、先端部斜め上方および上方をいう。

また、本発明の原材料からの異物の分離回収施設は、前記した原材料からの異物の分離回収施設において、振動搬送手段に、搬送ベルトとベルトの回転部とからなる振動ベルトコンベアを用いたことを特徴とする。

また、本発明の原材料からの異物の分離回収施設は、前記した原材料からの異物の分離回収施設において、前記回転部に磁性部材を使用し、前記回転部に吸着させた原材料中に混入する金属材を、分離回収することを特徴としたものである。

また、本発明の原材料からの異物の分離回収方法は、異物が混入した原材料中から異物を分離回収する、原材料からの異物の分離回収方法において、前記した原材料からの異物の分離回収施設を使用し、振動搬送手段により、異物の混入した原材料に振動を与えつつ搬送し、異物を浮上させて分離する工程と、原材料上層に浮上した異物を、負圧回収手段で負圧吸引して回収する工程と、よりなることを特徴とする。

また、本発明の原材料からの異物の分離回収方法は、異物が混入した原材料中から異物を分離回収する、原材料からの異物の分離回収方法において、前記した原材料からの異物の分離回収施設を使用し、振動搬送手段により、異物の混入した原材料に振動を与えつつ搬送し、異物を浮上させて分離する工程と、原材料上層に浮上した異物を、負圧回収手段で負圧吸引して回収する工程と、前記回転部に吸着させた原材料中に混入する金属材を分離回収する工程と、よりなることを特徴とする。

本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞分離回収施設は、振動搬送手段と、負圧回収手段とを具備するため、原材料を分級できるだけでなく、これまで分離が困難とされてきた異物を簡単に分離して、回収することができる。
＜２＞振動搬送手段に、振動ベルトコンベアを使用し、回転部に磁性部材を使用することによって、原材料中に含まれる磁性材や非磁性材などの金属材も分離、回収することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

＜１＞全体の構成
図１に本発明の分離回収施設１０を示す。
本発明は、異物２１や金属材２２が混入した原材料２０中から、異物２１や金属材２２を分離回収する装置であって、たとえば搬送ベルトとベルトの回転部４２とからなる振動搬送手段３０と、負圧回収手段５０と、より構成する。

異物２１や金属材２２を混入した原材料２０は、ホッパーなどの投入部６０から振動搬送手段３０に投入され、堆積した状態で振動を与えられ、搬送過程で異物２１を上層に浮上し、金属材２２を吸着若しくは飛散などの手段によって、原材料２０、異物２１そして金属材２２とに分離され、別々に回収される。
原材料２０は、分離回収施設１０に連続的に投入して、分離回収することができる。

ここで、原材料２０とは、鉱石（鉱物原料）、化学原料、食品原料などの粒状を呈する固体物を指し、また建設残土、コンクリートガラ等の建設現場から発生する廃棄物、又は家庭からでる一般ゴミなどをリサイクルに用いる場合の固形物も含む。原材料２０に建設残土などの廃棄物を使用することによって、リサイクルコストを大幅に低減することができる。

原材料２０の形状は球形に限らず任意の形状を呈するものを含み、土木材を例に取ると、骨材、砂、粉砕された岩石など大小様々な大きさのものが混在したものを言う。
また、異物２１とは屑、プラスチック、木片、木葉などをいう。
また、金属材２２とは、鉄屑、金属片などの磁性材と、アルミニウムなどの非磁性材とを指す。
また、以降の本文中で使用する粒度とは、粒子の大きさの程度を表すもので、粒度が大きいとは、たとえば粒子の径が大きいことを言う。
以下、本発明を構成する各部について詳述する。

＜２＞振動搬送手段
振動搬送手段３０は、異物２１や金属材２２が混入する原材料２０に振動を与えつつ、異物２１や金属材２２から原材料２０を分離する搬送装置である（図１）。
振動搬送手段３０には、たとえば振動ベルトコンベアの起振機３１を備えた搬送ベルトと、ベルトを回転駆動する回転部４２とからなるものが利用でき、また回転部４２には磁石などの磁性部材を使用することができる。磁性部材には、たとえば永久磁石のようなものから、任意に磁力を発生させることができるものまで使用することができる。
振動の方向は、上下若しくは斜め方向を問わない。

振動搬送手段３０に振動を与えると、上部に堆積した原材料２０中から比重の軽い異物２１が比重差により浮上して、分離する。これと同時に、原材料２０中では粒度の小さい原材料（粒子）が徐々に下層に移動し、粒度の大きな原材料（粒子）が上層に移動し、同程度の粒度の原材料（粒子）が同一層を構成する分布が生じる。

回転部４２に磁性部材を使用する場合、原材料２０中に混入するアルミニウムや鉄屑などの金属材２２も分離することができる。
金属材２２のうち鉄などの磁性材は、回転部４２の磁力によって搬送ベルトの表面に吸着させ、磁力が及ばない回転下流域まで運搬して、自然落下により分離できる。またその他の方法として、回転部４２の回転下流側に、ベルト表面に当接可能なカキ板４３を設けておき、磁性材（金属材２２）を強制的にカキ落としても良い。このカキ板４３には、たとえば可撓性材料で形成したゴム、プラスチック製の板材などが使用でき、振動搬送手段３０の振動時にも当接状態を保持できるものが好ましい。
一方、金属材２２がアルミニウムなどの非磁性材の場合は、回転部４２の電磁誘導に非磁性材が反発して表面から飛び出すため、これを所要の容器で捕集して回収すれば良い。

なお、ここでいう粒度毎の分布とは、各層の境界が明確に分かれた状態をいうのではなく、粒度が下層から上層に従って大きくなるように分布している状態を意味する。

＜３＞負圧回収手段
負圧回収手段５０は、原材料２０上に浮上した異物２１を負圧吸引して回収する装置である。
負圧回収手段５０には、たとえば大きく開口したダクトなどの吸込み口と、公知の集塵器等の負圧を発生する吸引ポンプを使用でき、吸込んだ異物２１はその経路後方に設けた容器に回収する。
吸込み口は振動搬送手段３０の上方に設けるが、より好ましくは振動搬送手段３０の終端部側方に設ける。すなわち、原材料２０が振動搬送手段３０から落下し始める箇所に設けるのが好ましい。
吸引力は、異物２１の種類に応じて調整できるものが好ましい。

＜１＞原材料の分離
異物２１や金属材２２が混入した原材料２０を投入部６０へ投入し、振動搬送手段３０の上に堆積する。振動搬送手段３０に振動を付与しながら、ベルトを回転させる。
異物２１や金属材２２の混入する原材料２０に振動が付与されると、その内部に混入した比重の軽い異物２１が浮上してくる。
また、原材料２０は粒度の大きさに応じて多層に分離する。粒度の大きなものは、上層へ徐々に移動してゆき、粒度の小さなものは下層へ向けて徐々に移動する。
なお、原材料２０の運搬は振動と同時に行う必要はなく、多層に分離した後に運搬しても良い。

＜２＞原材料の回収
分離した原材料２０が振動搬送手段３０の終端部近くまで搬送されると、異物２１はその上方に設けてある負圧回収手段５０によって吸込まれ、回収される。異物２１の下部に堆積する原材料２０の粒子は粒度が大きく、また異物２１に比べて比重が大きいため、共に吸引されることはない。

一方、多層に分離した原材料２０は、振動搬送手段３０終端から下方に向けて落下する。このうち、上層にある原材料２０は回転部４２からの距離（回転半径）が大きいので、回転部４２から遠い場所に落下し、下層にある原材料２０は回転半径が小さいので、回転部４２から近い場所に落下する。
この原材料２０の落下位置に粒度毎の複数の容器４４を配置しておき、所要範囲の粒度の粒子を同一の容器に入れて、粒度毎に分別する。

また、回転装置４１は回転速度を速めると、搬送ベルトの搬送速度が速くなり、振動搬送手段３０の終端では回転速度が速くなるので、上層にある粒子を、下層にある粒子より更に遠くに飛ばし、全体的に粒度の分布距離を長くして分別することもできる。
容器４４は、一つの容器を複数に区切ったものを利用しても良い。

原材料２０が落下した後の搬送ベルトの表面には、原材料２０中に含まれる金属材２２のうち磁性材が回転部４２の磁力によりくっついている。磁性材は、回転装置４１の回転に伴ってベルト上を移動し、回転下流側でカキ板４３によって分離される。
カキ落とされた磁性材の落下位置には、容器を備えておき、これを捕集して別途回収する。
一方、原材料２０中に混入するアルミニウムなどの非磁性材は、電磁誘導による反発によって回転部４２前方に飛ばされ、これを所要の容器により捕集する。
以上の方法により、原材料２０から異物２１および金属材２２を分離して回収することができる。分離した原材料２０は、所要に応じて利用する。

＜その他の実施の形態１＞
本実施の形態は、多層に分離した原材料２０を、仕切板７０を用いて強制的に粒度毎に分級する方法である。
これは、例えば図２に示すように、搬送ベルト上を多層に堆積して移動してきた原材料２０の層間に、多段に並べた板７１、７１・・を挿入させ、原材料２０を粒度毎に分けて、各別の容器に導き入れる。
この形態においても、上記実施例と同様、原材料２０から異物２１、金属材２２を分離回収しつつ、原材料２０を粒度毎に分離できる。

＜その他の実施の形態２＞
前述した形態では、負圧回収手段５０を振動搬送手段３０の上方に配置した場合について説明したが、負圧回収手段５０は振動搬送手段３０の終端部の側方に配置し、落下途中の異物２１、２１・・を負圧吸引により分離して、回収するようにしても良い（図示せず）。
本例にあっては、異物２１を真上に吸引する場合と比べて、異物２１重量分の負担を軽減できるので、回収効率が高まる利点がある。

本発明の原材料の分離回収施設の実施例の説明図。 他の実施の形態の振動搬送手段終端部の詳細図。

符号の説明

１０・・・分離回収施設
２０・・・原材料
２１・・・異物
２２・・・金属材
３０・・・振動搬送手段
４２・・・回転部
５０・・・負圧回収手段

Claims (6)

1. 異物が混入した原材料中から異物を分離回収する、原材料からの異物の分離回収施設であって、
   前記異物の混入した原材料に振動を与えて搬送する過程で、異物を浮上させて分離する振動搬送手段と、
   前記原材料上に浮上した異物を負圧吸引して回収する負圧回収手段と、を具備することを特徴とした、
   原材料からの異物の分離回収施設。
   
2. 請求項１において、前記負圧回収手段を、振動搬送手段の終端部近傍に設けたことを特徴とする、原材料からの異物の分離回収施設。
   
3. 請求項１または２において、振動搬送手段に、搬送ベルトとベルトの回転部とからなる振動ベルトコンベアを用いたことを特徴とする、原材料からの異物の分離回収施設。
   
4. 請求項３において、前記回転部に磁性部材を使用し、前記回転部に吸着させた原材料中に混入する金属材を、分離回収することを特徴とした、原材料からの異物の分離回収施設。
   
5. 異物が混入した原材料中から異物を分離回収する、原材料からの異物の分離回収方法において、
   請求項１に記載の原材料からの異物の分離回収施設を使用し、
   振動搬送手段により、異物の混入した原材料に振動を与えつつ搬送し、異物を浮上させて分離する工程と、
   原材料上層に浮上した異物を、負圧回収手段で負圧吸引して回収する工程と、よりなることを特徴とする、
   原材料からの異物の分離回収方法。
   
6. 異物が混入した原材料中から異物を分離回収する、原材料からの異物の分離回収方法において、
   請求項４に記載の原材料からの異物の分離回収施設を使用し、
   振動搬送手段により、異物の混入した原材料に振動を与えつつ搬送し、異物を浮上させて分離する工程と、
   原材料上層に浮上した異物を、負圧回収手段で負圧吸引して回収する工程と、
   前記回転部に吸着させた原材料中に混入する金属材を分離回収する工程と、よりなることを特徴とする、
   原材料からの異物の分離回収方法。

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