JP2011056454A - 乾式分離方法及び乾式分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、より高精度に分離対象物を分離することが可能であり、かつ、低コストで、環境に優しい乾式分離装置を提供することにある。
【解決手段】
本発明の乾式分離装置は、容器と、前記容器に分離対象物を投入するための原料供給口と、前記容器内に設けられた、分離対象物を流動化及び／又は循環させる分離層と、前記分離層の底部に設けた気体分散板と、前記気体分散板を介して前記分離層内へ気体を導入する気体導入管と、前記分離層内に少なくとも一部が入り込むように配置された第一の分離対象物収集手段と、前記分離層の上部に配置された第二の分離対象物収集手段と、を含み、前記気体分散板を通じて導入した気体によって前記分離対象物を流動化させることにより前記分離対象物を分離することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を用いることなく分離対象物の比重分離を行なう乾式分離方法、及び乾式分離装置に関する。

種々の素材から構成される工業製品、鉱物資源、さらには、産業廃棄物等においては、種々の異なる成分を含んでいる。このような成分毎の分離は、鉱物資源の精製、資源のリサイクル等を行なう上で、必要である。

現在までのところ、分離方法としては主として、湿式分離法及び乾式分離法が知られている。例えば、衝突粉砕処理工程を組み込むことによって、各比重に対応した二種の単層細小片集合物を高回収率、かつ高純度で得る回収処理方法が知られている（特許文献１）。

特開平７-１５６１４８号公報

しかしながら、上記乾式分離法はいずれも、装置コストが高く、効率も低いなどの問題がある。加えて、湿式分離法においては、廃液処理による環境汚染の問題や、水資源の少ないところでは利用できず、また、廃液処理や分離後の乾燥工程を必要とするなどの問題を抱えている。特に、上記特許文献１において、送風機１９から空気が導入されているが、分散器を積極的に使用するというものではない。

また、いずれの分離方法においても、目的成分以外に、分離対象物中に不純物を含んでいる場合が殆どである。当該不純物の中には、空気中ですぐに飛散してしまうほどの微粒子を含む場合もある。また、飛散することはないにしても、たとえば、流動層を形成する媒体、例えば、砂などの動きの影響を受けやすいサイズの粒状物は、やはり、条件を正確に設定しなければ、流動化媒体の動きの影響を受ける可能性があり、流動層を用いた分離には向かない傾向があった。

そこで、本発明は、流動化媒体の影響を受けやすい分離対象物であっても、低コストで分離することが可能であり、環境に優しい乾式分離方法を提供することにある。

発明者らは、分離対象物を流動化させた流動層に着目し、特に、流動化状態中の種々の密度を有する物体の挙動について検討した結果、本発明の乾式分離方法及び乾式分離装置を見出すに至った。

本発明の乾式分離方法は、容器内に分離対象物を投入し、前記容器内へ気体を導入し前記分離対象物を流動化させて、前記分離対象物の比重差及び／又はサイズ差にしたがって前記分離対象物を分離することを特徴とする。

また、本発明の乾式分離方法の好ましい実施態様において、容器内に分離対象物を投入し、前記容器の内部で前記分離対象物が循環するように前記容器内へ気体を導入し、前記気体及び前記循環によって前記分離対象物を流動化させて、前記分離対象物の比重差及び／又はサイズ差にしたがって前記分離対象物を分離することを特徴とする。

また、本発明の乾式分離方法の好ましい実施態様において、気体分散板を介して容器内へ気体を導入することにより、前記容器内で前記分離対象物を循環させることを特徴とする。

また、本発明の乾式分離方法の好ましい実施態様において、前記気体分散板が、金属、天然繊維、合成繊維に由来する織布及び不織布、多孔金属板、多孔陶板、若しくはこれらに補強材を組み合わせたもの、又はこれらを2種以上組み合わせたものであることを特徴とする。

また、本発明の乾式分離方法の好ましい実施態様において、前記気体分散板を傾斜させることによって、前記分離対象物を循環させることを特徴とする。

また、本発明の乾式分離方法の好ましい実施態様において、分離対象物が、廃棄物、鉱物、農作物、工業生産物、金属粉、鉱物粉、ゴム類、プラスチック類、ガラス類、自動車シュレダーダストであることを特徴とする。

また、本発明の乾式分離装置は、容器と、前記容器に分離対象物を投入するための原料供給口と、前記容器内に設けられた、分離対象物を流動化及び／又は循環させる分離層と、前記分離層の底部に設けた気体分散板と、前記気体分散板を介して前記分離層内へ気体を導入する気体導入管と、前記分離層内に少なくとも一部が入り込むように配置された第一の分離対象物収集手段と、前記分離層の上部に配置された第二の分離対象物収集手段と、を含み、前記気体分散板を通じて導入した気体によって前記分離対象物を流動化させることにより前記分離対象物を分離することを特徴とする。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、前記気体分散板を通じて発生した気体によって前記分離対象物を循環させることにより前記分離対象物を分離することを特徴とする。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、前記気体導入管が複数であることを特徴とする。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、前記気体分散板が水平面から傾斜していることを特徴とする。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、さらに、前記分離層内に少なくとも一部が入り込むように配置された第三の分離対象物収集手段を有することを特徴とする。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、前記第一及び第三の分離対象物収集手段が、高さ調整可能であることを特徴とする。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、前記第一及び第三の分離対象物収集手段によって、前記分離層に沈降した沈降物、及び／又は浮揚した浮揚物を収集することを特徴とする。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、前記第二の分離対象物収集手段によって、分離対象物の中で飛散した飛散物を収集することを特徴とする。

本発明によれば、コストが安価で、効率が高く、廃液処理や分離後の乾燥工程が不用であって、環境への影響もほとんどないという有利な効果を奏する。

また、本発明によれば、いわゆる乾式分離であるため、水資源の少ないところでも利用することができる。

図１は、本発明の一実施態様における分離対象物を分離する装置の概略図を示す。 図２は、図1の分離対象物を分離する装置を上部から観察した一実施態様における概略図を示す。 図３は、本発明による分離対象物を分離する際の分離手順の一例の概略図を示す。 図４は、本発明の一実施態様における分離対象物を分離する装置の概略図において、循環の一例及び気体分散板の一態様を示す。

まず、本発明の分離の原理について説明すると、以下のようになる。すなわち、分離対象物を分離層内で流動化及び／又は循環させて、当該分離対象物の比重差及び／又はサイズ差を利用して分離対象物を分離するものである。すなわち、固気流動層に使用する流動化媒体の影響を受けやすい粒状混合物については、固気流動層を用いず、むしろそのまま分離対象物自体を流動化させて、偏析現象及び飛散現象を利用して分離対象物を分離せんとするものである。

このような分離原理に基づいて、本発明の乾式分離方法は、容器内に分離対象物を投入し、前記容器内へ気体を導入し前記分離対象物を流動化させて、前記分離対象物の比重差及び／又はサイズ差にしたがって前記分離対象物を分離することを特徴とする。また、本発明の乾式分離方法は、容器内に分離対象物を投入し、前記容器の内部で前記分離対象物が循環するように前記容器内へ気体を導入し、前記気体及び前記循環によって前記分離対象物を流動化させて、前記分離対象物の比重差及び／又はサイズ差にしたがって前記分離対象物を分離することを特徴とする。かかる本発明において分離可能な分離対象物は特に限定されない。分離対象物としては、各種鉱物資源、工業製品の他、シュレッダーダスト等など、具体的には、例えば、廃棄物、鉱物、農作物、工業生産物、金属粉、鉱物粉、ゴム類、プラスチック類、ガラス類等を挙げる事ができる。各種鉱物資源としては、鉄鋼石、銅鉱石、ニッケル鉱石などの鉱石、炭鉱で採掘された原炭等が挙げられ、シュレッダーダストには、家庭用ごみ、自動車、家電製品等からのシュレッダーダスト等由来のものを挙げることができる。分離対象物の大きさについても特に限定されるものではないが、本発明においては、固気流動層による流動化媒体の動きの影響を受けやすい粒状混合物を分離可能とすることから、本発明は、数センチ以下の分離対象物について特に有効である。

上述のように、特に、本発明においては、固気流動層を用いた場合には、分離困難な比較的小さい分離対象物をも分離可能である。例えば、送風により飛散してしまうほど小さい物質を分離する場合には、一般に、固気流動層を用いた分離では、困難である。しかしながら、本発明による分離方法によれば、直接的に、分離対象物自体を流動化及び／又は循環させてしまうために、飛散してしまう物質は、別途、分離層上部に設けた収集手段によって収集可能である一方、飛散しない物質は、分離層内で、沈降、浮揚する物質に分けられるので、やはりそれらの分離物も収集可能である。したがって、本発明は、特に、送風により飛散してしまうほど小さい物質を分離する場合に有効である。

なお、このようにいずれか由来の分離対象物であっても良いが、分離対象物が汚れている場合は、洗浄した後に分離するのが好ましい。これは本発明の分離方法によれば、主として分離対象物の成分をその比重差及び／又はサイズ差によって分離するため、分離対象物が汚れていると比重等が変動するおそれがあるからである。

また、洗浄後に分離対象物を乾燥させて分離することも必要である。リサイクル用に分離する場合、乾燥後は装置の大きさ等の関係から、分離対象物をシュレッダー等で粉砕したものを分離に使用するのが好ましい。なお、分離対象物のサイズは、比重差に基づく分離を積極的に行うという観点から、±30％ほどで揃っていることが好ましい。

本発明において、成分毎に連続的に分離するには、例えば、分離層に導入する気体を抑制、促進等させて気体の風速を調整するか、又は気体導入により分離対象物を循環させた場合には循環流を抑制、促進等させるか、又は、２つ以上からなる分離層を直列に配列すること等により行なう事ができる。

また、本発明の乾式分離方法の好ましい実施態様において、分離対象物の流動化及び／又は循環を、前記分離層の下部からの送風により行なうことができる。分離することが可能な成分がより多くなるからである。但し、下部からの送風に限定される意図ではなく、たとえば、比較的比重が低い成分においては横風を送っても分離は可能である。明らかに比重が低い成分が存在する場合、横風でも飛散距離が大きいため高効率で分離可能である。したがって、まず、横風で比重が低い成分を除去した後、残存する分離対象物の各成分を除去してもよい。

分離対象物中に目的成分以外に不純物として比重が低い成分が存在する場合も同様の手順で、不純物を除去することができる。

気体の導入について、送風は、分離対象物を流動化及び／又は循環させることが可能であれば、特に限定されないが、例えば、分離対象物を流動化及び／又は飛散させるという観点から、最小流動化速度Umf（Umf：分離対象物を流動化させるための最小速度をいう。）の１．１〜５０倍の空塔速度の送風が好ましい。なお、分離対象物が付着性などを有するために流動化が困難な場合は、撹拌機などにより複合粒状物、分離対象物を撹拌しながら流動化させることが可能である。

大まかに分離対象物の成分を分離する場合は、基本的に、成分が、飛散、浮揚、中層に位置、沈降の４種類に分けて分離可能である。しかしながら、最終的には、分離の困難な密度差の小さい成分同士の分離となる場合が多いので、中層に位置する成分の密度分布をできる限り小さくして成分が、飛散、浮揚するか沈降するかのいずれかになるように導入する気体を調整すれば、より分離精度及び回収率の高い分離を行なう事ができる。

本発明において、気体を導入することが可能であれば、その発生手段は特に限定されないが、好ましい実施態様において、気体分散板を介して容器内へ気体を導入する。当該気体の導入により、分離対象物を流動化させることが可能である。また、気体の導入を調整することにより、分離対象物を循環させることができ、これによって、より高精度な分離が可能となる。例えば、気体分散板としては、金属、天然繊維、プラスチック等の合成繊維に由来する織布及び不織布、多孔金属板、多孔陶板、若しくはこれらに金属板などの補強材を組み合わせたもの、又はこれらを2種以上組み合わせたものである。コストの観点から、好適には、前記分散板が、布と金属板などの補強材を組み合わせたものである。

積極的に循環流を発生させるための工夫として、通気性の高い気体分散板が、本発明において有効な場合がある。なぜなら、通気性の高い気体分散板を用いた場合は、容器中央部での気泡上昇が顕著となり、その結果、中央部にて分離対象物が上昇し、壁面近傍部で分離対象物が下降するような循環流が形成されやすくなるからである。したがって、いずれの気体分散板でも、気体が通過しやすい（物理的な）構造を有していれば、実現可能である。例えば、気体が通る空間を多くした構造等を挙げることができる。

また、本発明において、気体分散板を傾斜させることによって、分離対象物を循環させてもよい。傾斜の態様は特に限定されず、例えば、分散板を凹ませたり、山形にしたりして、容器の中心部と外周部で容器の高さを異にしてもよい。分散板を凹ませたり、山形にすることにより、容器の中心部と外周部で導入する気体の風速を変化させることができ、これにより分離対象物を循環させて、分離対象物の偏析をより顕著にすることが可能である。

ここで、循環について補足説明すれば、以下のようである。すなわち、ここでいう循環、循環流というのは、特に言及しない限り、気体自身の循環流ではなく、分離対象物の循環流を意味する。つまり、分離対象物の下部から気体を導入した際に、容器底部の中央部の方が壁面近傍部よりも気体が通りやすい場合は、その中央部での気体からなる気泡の上昇が顕著であり、その気泡上昇に起因して中央部にて分離対象物が上昇し、壁面近傍部で分離対象物が下降するような循環流が形成される。その一方で、逆に壁面近傍部の方が、気体が通りやすい場合は、壁面近傍部での気泡の上昇が顕著になり、壁面近傍部にて分離対象物が上昇し中央部で下降するような循環流が形成される。さらには、ある特徴を持つ分離対象物を用いた場合は、高さ方向でＳ字に変化するような循環流も起こり得る。本発明においては、このような循環をも含む広い概念を意味する。

また、気体の通りやすさが断面方向で（中央部と壁面近傍部で）違わない場合は、気体が気泡となって断面方向で均一に上昇し、分離対象物は流動化するが、上記のような循環流は形成されない。このように循環流が存在しない場合でも、比重差あるいはサイズ差に基づく分離は生じるのであるが、循環流の役割は、その分離をより顕著にする効果である。

図３は、本発明による分離対象物を分離する際の分離手順の一例の概略図を示す。図3（１）中、１２は、分離対象物である。図３（２）中、１０は、送風であり、４は、気体分散板であり、図３（２）は、気体分散板４を介して気体を容器１内に導入する様子を示している。3は分離層であり、分離対象物１２が容器1内に投入されている様子を示している。図３（３）は、分離対象物が、飛散、浮揚、沈降している様子を示す。３は、分離層であり、分離層3内で、浮揚、沈降する分離対象物の分離が行われる。飛散した分離対象物は、容器の上方で回収１１される。図３（４）は、ある程度送風して、分離対象物を流動化又は循環させたのち、送風を止めた状態を示す。回収する成分や、分離の目的にもよるが、例えば、送風を止めて容器1内に残存した粒状物(分離対象物)のうち、上表面から０．０１％〜９９．９９％の高さに位置するものを回収することができる。その後、容器内に残存した粒状物（分離対象物）を回収することができる(図３（５）)。

図３（３）、（４）、（５）で回収した粒状物に対して、図３（２）の操作を異なる空塔速度の送風で流動化又は循環させて、図３（３）〜（５）の操作を行い分離対象物を高精度で分離することができる。

以上のように分離された分離対象物の各成分を、最終的に、飛散させるか、浮揚させるか、沈降させることにより適当な方法によって、回収することができる。分離対象物のうち飛散するものは、例えば、容器の上部に設置された回収手段により回収することができ、また、分離対象物のうち浮揚又は沈降するものは、それぞれ流動層の上層又は下層において、高さが可変可能な回収手段を用いて回収することができる。

次に、本発明の乾式分離方法に適用可能な乾式分離装置の一実施態様を添付図面に基づいて説明する。本発明の乾式分離装置は、容器と、前記容器に分離対象物を投入するための原料供給口と、前記容器内に設けられた、分離対象物を流動化及び／又は循環させる分離層と、前記分離層の底部に設けた気体分散板と、前記気体分散板を介して前記分離層内へ気体を導入する気体導入管と、前記分離層内に少なくとも一部が入り込むように配置された第一の分離対象物収集手段と、前記分離層の上部に配置された第二の分離対象物収集手段と、を含み、前記気体分散板を通じて導入した気体によって前記分離対象物を流動化させることにより前記分離対象物を分離することを特徴とする。

図１は、本発明の乾式分離装置の一例を示す図である。図２は、図1に示す本発明の乾式分離装置を上部から観察した図である。図中、１は、容器である。２は、原料供給口である。３は、分離層である。４は、気体分散板である。５及び５’は、気体導入管である。６は、分離層内に少なくとも一部が入り込むように配置された第一の分離対象物収集手段である。７は、第二の分離対象物収集手段である。８は、分離層内に少なくとも一部が入り込むように配置された第三の分離対象物収集手段である。９は、圧縮空気導入口である。

分離手順の一例を示すと、まず、前記分離層３内に分離対象物を投入し、分離層３の下面から気体分散板４を通して分離層３内に気体を送り込む。分離対象物の大きさについても特に限定されるものではないが、本発明においては、固気流動層による流動化媒体の動きの影響を受けやすい粒状混合物を分離可能とすることから、本発明は、数センチ以下の粒状物が混在した分離対象物について特に有効である。分離層3内に導入する気体について、特に限定されるものではないが、分離対象物を流動化及び／又は飛散させるという観点から、最小流動化速度Umfの1.1倍〜50倍、より好ましくは、1.1〜20倍の空塔速度の送風を用いることが可能である。導入された気体により、分離対象物は、特段の流動化媒体なしに、流動化を開始する。なお、分離対象物が付着性などを有するために流動化が困難な場合は、撹拌機などにより複合粒状物、分離対象物を撹拌しながら流動化させることが可能である。

分離層３の原料供給口２から分離対象物を投入すると、分離対象物の中で、相対的に密度が大きい分離対象物成分やサイズが大きい分離対象物は沈降する。また、分離対象物の中で、相対的に密度が小さく、かつ飛散しない分離対象物成分や相対的にサイズが小さく、かつ飛散しない分離対象物は、浮揚する。分離対象物の中で、相対的に比重が軽すぎて、サイズも極小さい分離対象物は、分離層から離れて飛散する。

分離対象物のうち、沈降したものは、例えば、図1の第三の分離対象物収集手段８によって回収可能である。また、浮揚したものは、例えば、図１の第一の分離対象物収集手段６によって回収可能である。図１では、第一及び第三の分離対象物収集手段を用いているが、例えば、第一の分離対象物収集手段のみを用いて、後述するように、第一の分離対象物収集手段の管を高さ調節することにより、分離層3内で、まず沈降したものを回収し、その後、管の高さを調節して、浮揚したものを回収することも可能である。第一及び第三の分離対象物収集手段は、両方とも高さ調整することが可能であるので、目的に応じて、所望の成分を分離層から回収することが可能である。

一方、分離対象物のうち、飛散したものは、分離層の上部に配置された第二の分離対象物収集手段７により回収することが可能である。なお、飛散したものの回収用に第二の分離対象物収集手段７を用いているが、上述のように第一の分離対象物収集手段は、高さ調整が可能であるので、第一の分離対象物収集手段のみを用いて、分離対象物のうち、沈降したもの、浮揚したもの、飛散したもの、総てを高さ調整して高さを変えながら、回収することが可能である。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、前記気体分散板を通じて発生した気体によって前記分離対象物を循環させることにより前記分離対象物を分離することが可能である。本発明においては、気体導入により、分離対象物を循環させることができれば、特に限定されない。例えば、前記気体導入管を複数設け、圧力が異なる気体を導入すると、容器内で分離対象物を流動化させるのみならず、循環させることが可能である。例えば、容器の中央部から圧力が高い気体を導入すれば(例えば、図１において気体導入管５から圧力が高い気体、ひいては風速が高い気体を導入した場合)、容器中央には上昇気流ができ、中心部から上昇して、外側に流れる対流のような現象が生じ、分離対象物はこのように中心部から上昇して、外側に移動し下降し、再び中心部へ向う。このとき、下方へ留まる分離対象物もあれば、上方へ浮揚する分離対象物もあり、このような分離対象物の偏析によって、結果的に、サイズ差、比重差等により分離対象物を分離することが可能である。

例えば、本発明の一実施態様を示す図１を用いた例で説明すると、第二の分離対象物収集手段７は、非常に軽いあるいは小さいため飛散する物を、第一の分離対象物収集手段６は、飛散しない物の中で軽いあるいは小さいため上層に存在する物（上層偏析物）を、第三の分離対象物収集手段８は、重いあるいは大きいため下層に存在する物（下層偏析物）を回収する機能を示す。第一の分離対象物収集手段６及び／又は第三の分離対象物収集手段８の先端高さを変えることで、上層および下層として回収する量というか、両者の分離対象物収集手段の高さが可変であるので、例えば下層に有用品が存在しやすく、上層に不用品が存在しやすい場合、第三の分離対象物収集手段８での回収高さを低くすればするほど有用品の純度は上がるが、逆に回収率は下がる。

このように技術ユーザーが希望する純度と回収率に応じて、第三の分離対象物収集手段８及び第一の分離対象物収集手段６の先端高さが可変というのが本装置の特徴の１つである。

分離回収の流れについて補足説明すれば、粒状混合物(分離対象物)投入後に下部から送風し、飛散するものは送風開始直後から回収することが可能である。分離対象物中の偏析物に関しては、それらが上下層に偏析するにはある程度時間が要する場合があるため、送風と同時に回収というより、ある程度の時間経過後に回収する方が好ましい場合がある。

また、比重差やサイズ差が大きな混合物の場合は容易に偏析が起こるので、投入・送風・飛散物回収・上下層偏析物回収を同時に連続して実施することも可能である。

また、本発明の乾式分離装置の好ましい実施態様において、前記気体分散板が水平面から傾斜していることを特徴とする。気体分散板を傾斜させることで、より沈降、浮揚する成分を正確に分離可能である。例えば、図１のように、容器の中心部を凹ませたような気体分散板４を用いて、沈降物を容器の中心部に集中させて回収することが可能である。中心部へ集まった分離対象物は、第三の分離対象物収集手段８により回収可能である。また、容器の中心部を、逆に山形にして、容器の外縁部を凹ませるような気体分散板を用いて、沈降物を容器の外縁部へ集中させて回収することも可能である(図4を参照)。傾斜の程度や、どのような形態の傾斜を用いて気体分散板を設置するかは、分離する対象物や、用途によって適宜変更することが可能である。一般的に、気体分散板を傾斜させることにより、分離対象物の循環が容易となる傾向がある。積極的に循環流を発生させるための工夫として、通気性の高い気体分散板が、本発明において有効な場合がある。なぜなら、通気性の高い気体分散板を用いた場合は、容器中央部での気泡上昇が顕著となり、その結果、中央部にて分離対象物が上昇し、壁面近傍部で分離対象物が下降するような循環流が形成されやすくなるからである。したがって、いずれの気体分散板でも、気体が通過しやすい（物理的な）構造を有していれば、実現可能である。気体分散板の構造として、例えば、気体が通る空間を多くした構造等を挙げることができる。

例えば、図４を用いて、循環の一例及び気体分散板の一態様を説明する。図４は、本発明の一実施態様における分離対象物を分離する装置の概略図において、循環の一例及び気体分散板の一態様を示す。図４の気体分散板４のように従来の気体分散板を中心方向に傾斜されること（気体分散板の別の態様(気体分散板１７)のように中心を盛り上げることなども含む。）により、粒状混合物（分離対象物）の循環流１６（逆向きも含む）を発生させることが可能であり（逆に循環流を抑制することも可能）、本装置の特徴の１つである。また、気体導入管５及び気体導入管５’により導入される気体について、中心部と外周部（容器の内側外縁部）で異なる風速に調製することにより、図４に示すように粒状混合物の循環流１６（逆向きも含む）を発生させることが可能であり（逆に循環流を抑制することも可能）、これも本装置の特徴の１つである。この循環流１６により、比重やサイズ的に下層に存在すべきものが、より下層に存在しやすく、逆に上層に存在すべきものが、より上層に存在しやすくなる。なお、従来の固気流動層を用いた浮沈分離では、この循環流１６は邪魔者であり、圧力損失の大きな分散板を用いることで循環流１６の抑制に努めているのであるが、本発明は、これら従来技術とは異なり、この循環流１６を積極的に利用することが可能である。なお、気体導入管から導入する気体の圧力を調整することで、分離層内へ導入する気体の風速調整を行うことが可能である。

一方、分離対象物のうち浮揚するものは、容器の内側外縁部で回収することができ、例えば、図１においては、第一の分離対象物収集手段６によって浮揚物を回収可能である。

また、好ましい実施態様において、前記第一及び第三の分離対象物収集手段が、高さ調整可能である。このように高さを調整することができれば、分離層3内で浮揚、中間に位置、沈降した成分を、一つの分離対象物収集手段で回収可能である。ただし、図１では、２つの分離対象物収集手段を用いている。迅速に成分を回収するためである。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定して解釈される意図ではない。

実施例１
まず、0.1mm〜10mmの粒状物が混在する廃棄物、鉱石を分離対象物として用いた。廃棄物、鉱石などの分離対象物を、原料供給口２から容器内へ投入した。そして、気体分散板を介して分離層内へ気体を導入した。導入する気体の調整は、分離対象物が流動化するか否かを観察しながら行った。分離対象物が流動化すると、比重差やサイズ差により、飛散するもの、浮揚するもの、沈降するものに分かれることが観察された。

これらの分離手順は、概ね図3に記載の概略図に従って行った。飛散するものは、第二の分離対象物収集手段により回収され、浮揚するもの、沈降するものは、第一及び／又は第三の分離対象物収集手段により回収された。第一若しくは第三の分離対象物収集手段のどちらか一方を用いて回収する場合には、高さ調整を行って、浮揚物及び沈降物を回収した。第一の分離対象物収集手段によって浮揚するものを回収し、第三の分離対象物収集手段によって沈降するものを回収する試みも行った。その結果、いずれの場合も、分離対象物が成分毎、すなわち、飛散、浮揚、沈降する成分毎に分離回収することが可能であった。

次に、導入する気体の圧力を変えて、分離対象物を流動化させて、さらに循環させるようにした場合についても検討した。

2つの気体導入管を用いて、異なる圧力の気体を導入した。図１に示す装置を用いて、中心部を５気圧の圧縮空気を用いて気体を導入し、外縁部を2気圧の圧縮空気を用いて気体を導入し、分離対象物が、中心部→分離層の上層部→外縁部→分離層の下層部→中心部と循環するように、循環流を形成して、分離を試みた。その結果、分離対象物を流動化させた場合より、より正確に分離対象物を、成分毎に分離することが可能となった。

本発明により、自動車シュレッダーダストをはじめとするリサイクルのための素材分離の分野に広く貢献することが可能である。

１ 容器
２ 原料供給口
３ 分離層
４ 気体分散板
５ 気体導入管
５’ 気体導入管
６ 第一の分離対象物収集手段
７ 第二の分離対象物収集手段
８ 第三の分離対象物収集手段
９ 圧縮空気導入口
１０ 送風
１１ 回収
１２ 分離対象物
１３ バグフィルター；浮揚物回収
１４ バグフィルター；沈降物回収
１５ バグフィルター；集塵
１６ 循環流
１７ 気体分散板

Claims (14)

1. 容器内に分離対象物を投入し、前記容器内へ気体を導入し前記分離対象物を流動化させて、前記分離対象物の比重差及び／又はサイズ差にしたがって前記分離対象物を分離することを特徴とする乾式分離方法。
2. 容器内に分離対象物を投入し、前記容器の内部で前記分離対象物が循環するように前記容器内へ気体を導入し、前記気体及び前記循環によって前記分離対象物を流動化させて、前記分離対象物の比重差及び／又はサイズ差にしたがって前記分離対象物を分離することを特徴とする請求項1記載の乾式分離方法。
3. 気体分散板を介して容器内へ気体を導入することにより、前記容器内で前記分離対象物を循環させることを特徴とする請求項１又は２項に記載の乾式分離方法。
4. 前記気体分散板が、金属、天然繊維、合成繊維に由来する織布及び不織布、多孔金属板、多孔陶板、若しくはこれらに補強材を組み合わせたもの、又はこれらを2種以上組み合わせたものである請求項１〜３項のいずれか１項に記載の乾式分離方法。
5. 前記気体分散板を傾斜させることによって、前記分離対象物を循環させることを特徴とする請求項３又は４項に記載の乾式分離方法。
6. 分離対象物が、廃棄物、鉱物、農作物、工業生産物、金属粉、鉱物粉、ゴム類、プラスチック類、ガラス類、自動車シュレダーダストである請求項１〜５項のいずれか1項に記載の方法。
7. 容器と、前記容器に分離対象物を投入するための原料供給口と、前記容器内に設けられた、分離対象物を流動化及び／又は循環させる分離層と、前記分離層の底部に設けた気体分散板と、前記気体分散板を介して前記分離層内へ気体を導入する気体導入管と、前記分離層内に少なくとも一部が入り込むように配置された第一の分離対象物収集手段と、前記分離層の上部に配置された第二の分離対象物収集手段と、を含み、前記気体分散板を通じて導入した気体によって前記分離対象物を流動化させることにより前記分離対象物を分離することを特徴とする乾式分離装置。
8. 前記気体分散板を通じて発生した気体によって前記分離対象物を循環させることにより前記分離対象物を分離することを特徴とする請求項７記載の乾式分離装置。
9. 前記気体導入管が複数である請求項７又は８項に記載の装置。
10. 前記気体分散板が水平面から傾斜している請求項７〜９項のいずれか１項に記載の装置。
11. さらに、前記分離層内に少なくとも一部が入り込むように配置された第三の分離対象物収集手段を有する請求項７〜１０項のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記第一及び第三の分離対象物収集手段が、高さ調整可能である請求項７〜１１項のいずれか1項に記載の装置。
13. 前記第一及び第三の分離対象物収集手段によって、前記分離層に沈降した沈降物、及び／又は浮揚した浮揚物を収集する請求項７〜１２項のいずれか1項に記載の装置。
14. 前記第二の分離対象物収集手段によって、分離対象物の中で飛散した飛散物を収集する請求項７〜１３項のいずれか1項に記載の装置。

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