JP2006281184A - 浮上比重物湿式選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湿式比重選別方式で水を媒体液として選別する場合、水より比重の軽い物質同士を選別することは出来なかったが、本発明はそれを可能にした。
【解決手段】選別対象物は水より軽いが、ジグ本体を構成している仕切網の下方に選別対象物を装入して、水中の浮上物の上昇速度が比重によって異なることを利用して仕切網の直下に選別対象物中の最も比重の軽い浮上物を仕切網下面層に形成させることにより選別する。
【選択図】図２

Description

水を利用して比重選別を行う場合、多種のプラスチック類又は、木材等水と同等もしくは低い物質又は水より比重が若干高い物質を選別する場合、比重が水より低い物質は浮上し、高い物質は沈降又は水中で遊泳する。水より比重が低い物質同士を選別する方法は、水より低い物質同士比重が異なる場合、水より低い比重の比重液を用いて選別する方法しかない。本発明は水を使用して水より比重が低い物質を選別することを特徴とした湿式比重選別機の発明である。尚、水の比重より高いが水中で遊泳するような水と同一に近い比重帯の選別対象物も同様に選別することが出来る特徴も持っている。

従来の湿式比重選別装置である通称ジグ選別機は、比重が水より高い対象物に対して利用されていた。又、水より比重の低い対象物の選別は、化学薬品等例えば磁選鉱を微粉砕して水と混合させ、それらの濃度を変えて凝似重液を作製し、又はベンゼン等アルコール類系と四塩化炭素等の薬品の混合液により比重液を作製し、対象物を分離していたが、比重液の比重調整、比重液の循環利用の難しさ又は化学物質の有害性のため、基本的には、水より比重が低い対象物に対しては、水の脈動を利用した比重選別機であるジグ選別機は、利用されていなかった。
特開 昭和６４−４３３５５公報 特開 ２００１−１４３５７５公報 特開 ２００４−３４６７４公報

水の上下運動の脈動を利用し、水中において比重の高い物質が比重の低い物質より沈降速度が速い性質を利用して物質を選別していたのがジグ選別方法である。水より低い物質は、従来のジグ選別の構造では水面上に浮上するため、浮上物中の物質をジグ選別方式で行うことは不可能であった。

本発明は、浮上の物質を水の脈動を利用しながら、浮上の物質でも比重が異なれば、水中での浮上上昇速度が異なることを利用して、浮上速度差による水中内での分離層が形成されることを利用した発明である。

図１は、浮上物質及び沈降物質の挙動の説明図であり、基本的な浮上比重物湿式選別装置即ち、通称浮上ジグ選別機の基本系の図面である。浮上ジグ選別機本体１は、水又は空気が通過可能な仕切網２を機能境界面として、上槽部が脈動室３であり、下槽部の選別室４で構成され、強制的に選別対象物Ａを装入する装入装置５は選別室４の片端面に備えつけられていて、浮上選別物中の最も比重が低い物質は、仕切網２に近い軽浮上比重物排出装置６から軽比重浮上物Ｃとして系外に排出される。軽比重浮上物Ｃより比重は高いが、比重１．０より低い重浮上比重物Ｄは重浮上比重物排出装置７から系外に排出される。もし、選別対象物Ａの中に水より比重の高い物質が存在する場合は、ジグ本体１の下端部より沈降比重物Ｂとして系外に排出される基本的な選別設備の構造体である。

選別対象物Ａの選別挙動を説明する。水より低い比重の選別対象物Ａは強制的に選別室４にフィードされるが、この時、脈動用加圧空気を発生させる装置である空気ブロワ１０及び空気ブロワ１０の吐出圧力の脈動を緩和させるレシーバタンク９及び脈動空気室において、空気のパルス入排気制御を行う分岐管８と入気制御弁１１と排気制御弁１２により、空気と水の境界面ＬＬを上下させて、空気及び水に上下脈動流ＰＰを起こさせて、選別室４にフィードされた選別対象物Ａに対して、水の脈動を与え、水より低い比重の水中での上昇速度の差を利用すると、最も比重の低い物質は、仕切網２の下端面に速く到達する。この動作を幾度も繰り返すことにより仕切網２近傍に最も低い軽浮上比重物Ｃが層状となり集合され同一比重の層が形成される。一方重浮上比重物Ｄは、軽浮上比重物Ｃと置換されながら下方面で層を形成する。この動作を繰り返し、水より軽い物質同士の水中での選別を行うものである。

本発明は、水中での水より比重の低い物質同士の選別に対して、今迄不可能とされていたが、全く新しい発想で可能にした。既存技術の、湿式での重液選別法では、比重が１．０より低い薬品を使用するが、選別後の薬品処理又は製品への付着有害物質が多いこと又、コスト面により問題が山積されていて必ずしも最適な選別法とは云えなかった。又空気分級法では、分離は精度は従来の湿式比重選別機に比べても、選別回収物の利用価値がないことが確認されている。

特に最近問題になっている産業廃棄物のから有用物を回収し新原料としての再利用法する場合、物質の単体性状分離が重要な課題であり、水より比重の高い物質の分離では技術の革新から非常に高い精度の分離が可能となってきているが、本分野に対しては全く研究開発はされていなかった。

従って、例えば産業廃棄物中の廃プラスチックに関して言えば、水より比重の低い物質は非常に多い、例えばポリプロピレン（ＰＰ）系のプラスチック、ポリウレタン（ＰＵＬ）は非常に多く存在しているが個別の選別が出来なかった。これらの物質を選別可能にすることは個別の物質が再利用材料として生まれ変わることが出来る。又、水より若干高い比重のプラスチックは、水中での挙動は、プラスチックが疎水性であることからも条件によっては、水底に沈降しないで浮上又は水中浮遊していることがある。例えば、比重１．０５程度のアクリルニトリルブタジエン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）等は、水中浮遊する挙動を示すことがある。これらと前述のポリプロピレン（ＰＰ）との分離は本発明によって大きな成果となる。

前述の「課題を解決するための手段」に記載された図１の基本形態を基本となるが、隣接したフィーダにより、仕切網の下に浮上比重選別対象物を強制的にフィードさせること及び比重の異なる浮上比重物質を選別させた後、排出させる方法にある。

図２は本発明の構造図である。浮上比重選別対象物ＦＭはスクリュー型のフィーダＡ１から網上加圧型ジグ本体Ａ２の仕切網Ａ３の下方面に挿入される。仕切網Ａ３に対して、上側は脈動空気加圧室ＰＣであり、脈動選別室ＳＣが下側である。浮上比重選別対象物ＦＭ以外の比重が１．０以上高い沈降物ＨＭは脈動選別室ＳＣの最下端部から排出される構造である。脈動空気加圧室ＰＣ内には脈動空気を仕切網Ａ３から均等な脈動を与えるためのディストリビュータＡ１５が設置されている。

ディストリビュータＡ１５は、浮上比重選別対象物ＦＭの種類によって、図３に示す充填式ディストリビュータＡ１５Ａの場合もある。充填物の種類は、比較的形状が同一の物体で比重が１．０以上であればよい。脈動を発生させる空気源は空気ブロワＡ１４で加圧空気を脈動させる時に生じる空気圧変動を防止するレシーバタンクＡ１３で構成し、浮上比重選別対象物ＦＭに最適な上下脈動流を与える制御は脈動入気空気制御弁Ａ１１と脈動排気空気制御弁Ａ１２のパルス時間を調整することで脈動空気をつくる。網上加圧型ジグ本体Ａ２は基本的には断面が長方形で設計されておりフィーダＡ１と反対側の端部に軽浮上比重物排出装置Ａ５その下部に重浮上比重物排出装置Ａ６が設置されている。軽浮上比重物排出装置Ａ５及び重浮上比重物排出装置Ａ６で安定させた排出量を軽浮上シュートＡ７から軽浮上排出口Ａ８から軽浮上物ＬＭとして排出される。又、同様に重浮上物ＭＭは重浮上排出口Ａ１０から排出される。

図４は網下加圧型ジグ本体Ｂ２、フィーダＡ１、仕切網Ａ３、軽浮上比重物排出装置Ａ５、重浮上比重物排出装置Ａ６は図３の実施例１と同一構造体であるが、加圧空気の入排気機能が脈動選別室ＳＣの内部に加圧空気室Ｂ４を設け脈動空気加圧室ＰＣが備え付けられた構造である。又、仕切網Ａ３上室は、脈動水室Ｂ１１として軽浮上室Ｂ７と１体となった構造としている。

本発明は、水中での水より比重の低い物質同士の選別に対して、今迄不可能とされていたが、全く新しい発想で可能にした。既存技術の湿式での重液選別法では、比重が１．０より低い薬品を使用しないとならず、選別後の薬品処理又は製品への付着有害物質が多い薬品の使用、コスト面により、問題が山積されていて必ずしも最適な選別法とは云えない。又空気分級法では、分離精度面から利用価値が出ないことが確認されている。これら問題の多い選別法に対して、選別精度の高さはもちろんだが、水のみを利用することは選別対象物の洗浄を含めて多く利するところがある。特に最近問題になっている産業廃棄物の再利用法として物質の単体性状分離が重要な課題であり、水より比重の高い物質の分離では技術の革新から非常に高い精度の分離が可能となってきている。

従って、例えば産業廃棄物中の廃プラスチックに関して言えば、水より比重の低い物質は非常に多い。例えばＰＰ系のプラスチック及びＰＵＬは非常に多く存在しているが個別の選別が出来なかった。これらの物質を選別可能にすることは個別の物質が再利用材料として生まれ変わることが出来る。又、水より若干高い比重のプラスチックは、水中での挙動は、プラスチックが疎水性であることからも条件によっては、水底に沈降しないで浮上又は水中浮遊していることがある。例えば、比重１．０５程度のＡＢＳ、ＰＳ等は、水中浮遊する挙動を示すことがある。これらと前述のＰＰとの分離は本発明によって大きな成果となる。

本発明の基本形態の説明図である。 本事業形態の仕切網上面加圧型時ジグの構造図と脈動説明図である。 本事業形態の仕切網に充填物によるディストリビュータを利用した概要図である。 本事業形態の仕切網下面加圧型ジグの構造図である。

符号の説明

１ 浮上ジグ選別機本体
２ 仕切網
３ 脈動室
４ 選別室
５ 装入装置
６ 軽浮上比重物排出装置
７ 重浮上比重物排出装置
８ 分岐管
９ レシーバタンク
１０ 空気ブロワ
１１ 入気制御弁
１２ 排気制御弁
Ａ 選別対象物
Ｂ 沈降比重物
Ｃ 軽浮上比重物
Ｄ 重浮上比重物
ＰＰ 上下脈動流
ＬＬ 境界面
Ａ１ フィーダ
Ａ２ 網上加圧型ジグ本体
Ａ３ 仕切網
Ａ４ 入排気分岐管
Ａ５ 軽浮上比重物排出装置
Ａ６ 重浮上比重物排出装置
Ａ７ 軽浮上シュート
Ａ８ 軽浮上排出口
Ａ９ 重浮上シュート
Ａ１０ 重浮上排出口
Ａ１１ 脈動入気空気制御弁
Ａ１２ 脈動排気空気制御弁
Ａ１３ レシーバタンク
Ａ１４ 空気ブロワ
Ａ１５ ディストリビュータ
Ａ１５Ａ 充填式ディストリビュータ
Ｂ２ 網下加圧型ジグ
Ｂ４ 加圧空気室
Ｂ７ 軽浮上室
Ｂ１１ 脈動水室
ＦＭ 浮上比重選別対象物
ＨＭ 沈降物
ＬＭ 軽浮上物
ＭＭ 重浮上物
ＰＣ 脈動空気加圧室
ＳＣ 脈動選別室

Claims (2)

1. 水の上下方向の脈動流により選別対象物を同様に上下させ比重の低い物質が速く上昇することを利用するため、湿式比重選別装置の形状が選別室と脈動室とを分離している網において、網の下側に選別室と脈動室がある湿式の比重選別装置。
2. 請求項１において、湿式比重選別装置の機能形態は、選別室と脈動室の位置が仕切られている網に対して、脈動室が網より上面にあり、選別室が網より下にある湿式の比重選別装置。

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