JP2015131992A

JP2015131992A - 溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置

Info

Publication number: JP2015131992A
Application number: JP2014003893A
Authority: JP
Inventors: 雄田中; Takeshi Tanaka; 剣治田中; Kenji Tanaka; 竹志渡会; Takeshi Watarai
Original assignee: Yokohama Galvanizing Co Ltd
Current assignee: Yokohama Galvanizing Co Ltd
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2015-07-23

Abstract

【課題】
溶融亜鉛めっき槽で発生したアッシュを回収し、該アッシュ中から加熱を必要とせず機械的操作のみによって金属亜鉛を常温で効率良く回収でき、コストを抑制でき、耐久性、操作性にも優れ、総合的な観点から経済的な溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置を提供する。
【解決手段】
内周面に形成した複数の羽根２８，２９でアッシュの主要成分である亜鉛粒の表面の酸化膜を剥離する回転ドラム機１と、回転ドラム機にアッシュを投入する投入機構２と、回転ドラム機中の酸化膜からなる粉塵を回収する集塵機構３と、回転ドラム機に残る金属亜鉛粒を回収する回収機構４と、回転ドラム機の投入口と投入機構の間に設ける投入口開閉機構５とよりなる。ドラム底板１０に放射状に延びた複数の底面羽根と、ドラム円筒面２６に円周方向に対して９０〜１５０度の角度で複数の円筒面羽根を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置に係わり、更に詳しくは溶融亜鉛めっき処理で発生したアッシュを回収し、該アッシュ中から機械的操作によって金属亜鉛を回収する装置に関するものである。

従来から溶融亜鉛めっきは、鉄鋼材の簡易な防錆・防食手段として土木建設、建築分野、あるいは自動車用鋼板等で多用されている表面処理技術の一つである。溶融亜鉛めっき処理は、４４０〜５００℃の溶融亜鉛めっき浴に鉄鋼材を浸漬し、鉄鋼材へ亜鉛皮膜を形成させ、鉄鋼材の防錆を図るものである。溶融金属めっき設備において亜鉛系溶融めっきを行うと、空気によって亜鉛が酸化され、ＺｎＯ、Ｆｅ₂Ａｌ₅、Ａｌ₂Ｏ₃等を含むトップドロスと称する浮遊物がめっき浴面上で生成し、堆積する。また、溶融亜鉛の浴面に常時生成されている亜鉛の酸化膜が、鉄鋼材の浸漬、引き上げ時の浴面の波立ちによって割れて、その下側の亜鉛浴が空気に接触することによって、酸化亜鉛が過剰に生成するが、これを酸化ドロスと称することもある。更に、溶融亜鉛めっき浴表面から蒸発した亜鉛が再び固化し、その固化した物が浴面に再落下して浮遊する。これら酸化亜鉛灰をアッシュと称する。

これらドロスやアッシュが鉄鋼材の表面に付着すると、外観性を損ない、まためっき不良となる。そこで、めっき作業中に鉄鋼材を亜鉛浴から引き上げる時、めっき浴表面からその都度、ドロスやアッシュを取り除く必要がある。そして、ある量のドロスやアッシュが溜まると、亜鉛浴から浴外に取り除かれる。トップドロスは高い粘性を呈するため、めっき槽からトップドロスを汲み出す際に酸化していない金属亜鉛が分離されないため、トップドロス中には金属亜鉛が９０質量％以上も含まれる。その中で、アッシュには８５％程度の金属亜鉛が含有されている。

溶融亜鉛めっき業では、めっき工程で発生する酸化亜鉛灰処理が大きな課題である。酸化亜鉛灰の発生は業界全体で年間１万トン強と推定され、現在、この酸化亜鉛灰のほとんどは社外再生業者へ安価で売却している。この酸化亜鉛灰を自主回収する機器は米国ＰＹＲＯＴＥＫ社の装置（ＭＺＲ装置）があり、炉を回転させながら再加熱溶解で亜鉛を回収する方式である。熱を使うため運転時のランニングコスト、寿命などの問題がある。通常めっき会社では、めっき作業終了後に酸化亜鉛灰を再びめっき浴に戻し、カス切り作業等で金属亜鉛をめっき浴内へ回収している。この時に共に含まれている塩化アンモニウム等の影響で白煙が多量に発生する。この白煙発生で環境悪化の問題が生じ、カス切り作業を行なわないで、直接、副産物として再生業者へ委託する会社もある。

溶融亜鉛めっき槽で発生したドロスを回収し、該ドロス中から金属亜鉛を回収する方法、装置は各種提供されている。例えば、特許文献１には、溶融亜鉛メッキ槽中で生じたドロスを所定の容器に回収し、該ドロスにフラックスを添加して所定温度に加熱溶融させた後に第１の亜鉛回収工程を行い、次いで、前記第１の亜鉛回収工程において残留したドロスを冷却固化させ、当該固化物を粒状に粉砕し、粉砕物を粒径の大小を基準として分級した後に第２の亜鉛回収工程を行う亜鉛回収方法が開示されている。ここで、第１の亜鉛回収工程では、亜鉛溶湯に対する比重の差を利用して亜鉛を分離する。つまり、比重の小さいＦｅ₂Ａｌ₅、Ａｌ₂Ｏ₃からなるドロスが亜鉛溶湯表面上に浮上し、比重の大きいＦｅＺｎ₇が亜鉛溶湯の底部に堆積するので、それらを分離回収する。また、第２の亜鉛回収工程では、粉砕物の粒径の差を利用して亜鉛を分級する。つまり、第１の亜鉛回収工程で残留したドロス（ＦｅＺｎ₇及びＺｎ）を、冷却により固化させ、この固化物を粉砕手段により粒状に粉砕すると、延性に富んだ性質の亜鉛よりも、その他の亜鉛より延性が低い金属化合物の粉砕物は粒径が小さくなるので、これを分級する。これらの二段階の回収工程によって、ドロス中から７５重量％の亜鉛が回収できたとする。

また、特許文献２には、ドロスを含有する溶融亜鉛からドロスを除去する装置が開示され、そのドロス除去装置は、ガラス状炭素の多孔質からなるカーボンフィルターを用い、溶融亜鉛めっき槽から回収したドロスをカーボンフィルター上に置き、それを７５０℃程度に加熱して溶解するとともに、傾斜させたカーボンフィルター上を流動させると、溶融亜鉛はカーボンフィルターを透して分離濾過されて下方の容器で受けて回収し、その他の金属化合物がカーボンフィルター上に残るので、掻き出し手段により除去するというものである。この装置での亜鉛の回収率は最高で６２重量％であるとする。

また、特許文献３には、溶融亜鉛めっき浴中に生成されるトップドロスを収容するドロス収容ケースと、収容したドロスを保熱する保熱手段とを有し、該ドロス収容ケースには底部や側面部に亜鉛を滴下回収する複数の開孔を設けるとともに、前記ドロス収容ケースの内側、あるいは更に前記開孔内壁、及び前記ドロス収容ケース外側で前記開孔近傍、に熱伝導度が２．９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の不定形耐火物（炭化珪素を含むもの）を被覆した亜鉛回収装置が開示されている。この亜鉛回収装置は、溶融亜鉛めっき槽から溶融亜鉛とともにトップドロスを汲み出し、それを溶融亜鉛めっき槽の上に配置したドロス収容ケースに入れ、それを保熱手段で４６０〜７００℃に加熱し、溶融亜鉛を細孔から溶融亜鉛めっき浴へ滴下させて回収するというものであり、ドロス収容ケースに残ったドロスは分離除去する。この装置での亜鉛の回収率は８０重量％であるとする。

特開平７−３００６５９号公報特開平９−１４３６５５号公報特開２００１−２６２３０１号公報

しかしながら、従来技術は、何れもドロスを加熱して亜鉛を溶融状態とし、他の金属化合物から分離して回収するものであり、加熱するためエネルギー消費が多く、また溶融金属に接触する容器などに対して耐久性を持たせなければならず、更には特殊な素材を用いるなど、コスト高となる傾向にあった。

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、溶融亜鉛めっき槽で発生したアッシュを回収し、該アッシュ中から加熱を必要とせず機械的操作のみによって金属亜鉛を常温で効率良く回収することが可能であり、装置のランニングコストを抑制でき、耐久性、操作性にも優れ、総合的な観点から経済的な溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置を提供する点にある。

本発明は、前述の課題解決のために、溶融亜鉛めっき槽で発生したアッシュを収集し、該アッシュ中から常温での機械的処理のみによって金属亜鉛を分離回収する溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置であって、回転可能であり、内周面に形成した複数の羽根でアッシュの主要成分である亜鉛粒の表面の酸化膜を剥離する回転ドラム機と、前記回転ドラム機にアッシュを投入する投入機構と、前記回転ドラム機中の酸化膜からなる粉塵を回収する集塵機構と、前記回転ドラム機に残る金属亜鉛粒を回収する回収機構と、前記回転ドラム機の投入口と前記投入機構の間に設ける投入口開閉機構と、よりなることを特徴とする溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置を構成した（請求項１）。

ここで、前記回転ドラム機は、固定架台に対して水平軸にて上下傾動可能に設けた傾動架台に、一端にアッシュ投入口を有し、他端を半径方向に向いた円板状の底板で塞いだ略円筒状のドラムを、前記底板の外側中心に固定された中空の回転軸を軸受にて回転可能に支持するとともに、ドラムの投入口寄りの外周面を複数のローラで回転可能に支持し、アッシュ投入時と運転中は投入口を斜め上方に向けた運転姿勢とし、金属亜鉛粒の回収時には投入口を斜め下方に向けた回収姿勢としてなることが好ましい（請求項２）。

また、前記回転ドラム機は、前記底板の内側中心に固定し、前記中空の回転軸と連通した集塵筒体と、前記底板の内側面に突設し前記集塵筒体から放射状に延びドラム円筒面に至る複数の底面羽根と、ドラム円筒面内に突設し円周方向に対して９０〜１５０度の角度で設けた複数の円筒面羽根と、よりなることがより好ましい（請求項３）。

また、前記投入機構は、前記回転ドラム機の投入口に対面して前記固定架台に前後傾動可能にバケットを設け、該バケットにはアッシュを収納した開閉蓋付き供給コンテナを載置する台座部とその先方側に供給コンテナの開閉蓋と関連つけて設けた先細ホッパー部と、前記台座部の手前側下部をフォークリフトの爪で押し上げて前部の枢支部を支点にバケットを前傾させるための支持部を備えているものである（請求項４）。

そして、前記回転ドラム機の投入口と前記投入機構の間に、運転姿勢における回転ドラム機の投入口を開閉する投入口開閉機構を設け、該投入口開閉機構は、前記固定架台に設けたガイド枠に案内されて前記投入口に平行にスライド昇降する板状の蓋体を備え、該蓋体と投入口の口縁との間には所定のクリアランスを設けてなり、前記蓋体は運転姿勢においてアッシュ投入時に開放し、運転中は閉止し、また回収姿勢において開放するのである（請求項５）。

更に、前記集塵機構は、前記回転ドラム機の集塵筒体に連通した前記回転軸の端部に、ローターリージョイントを介してフレキシブルホースの一端を接続し、該フレキシブルホースの他端に集塵機を接続したものであり、前記回転ドラム機の内部を吸引して酸化膜からなる粉塵を集塵袋に回収するものである（請求項６）。

また、前記回収機構は、回収姿勢における前記回転ドラム機の投入口の下方であって、前記固定架台の脚部間に設けた空間に設置した回収コンテナからなるのである（請求項７）。

以上にしてなる本発明の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置は、加熱することなく常温で、溶融亜鉛めっきアッシュから金属亜鉛を高効率で分離回収することができる。本装置は、熱を一切使用しない常温機械式回収装置で、環境に優しいエコシステムであり、シンプルな機構で長期間の使用に耐え、また操作性に優れ、全体の作業の軽減化等を実現できる。本装置は、アッシュを回転ドラム機内に投入し、回転することでドラム内部の羽根によって金属亜鉛粒と酸化灰とに分離し、酸化灰を集塵機で捕集することにより、金属亜鉛を回収することができるものである。本装置により、加熱を必要とせず機械的操作のみによって、アッシュからの金属亜鉛の実回収率を６５％前後まで引き上げることができた。そして、金属亜鉛（亜鉛粒）はめっき浴で溶解して再利用でき、酸化灰は副産物として再生業者へ処理委託が可能である。このように回収した金属亜鉛のめっき浴での溶解作業では白煙の発生がない。

ドラム内の羽根形状を所定の角度に設定することで、ドラム回転時の騒音を抑制して、アッシュを効率良く金属亜鉛粒と酸化灰とに分離することができる。そして、ドラム回転中に舞い上がった酸化灰のみを集塵機に誘導して回収することができ、作業環境が格段に改善する。更に、アッシュをドラム内に投入する時に、フォークリフト機で傾斜をとり専用バケットからドラム内へ簡単に投入することができる。最後に、金属亜鉛粒と酸化灰とに分離後にドラム内の金属亜鉛粒をドラム本体に傾斜をつけて、回収コンテナに排出することができる。

本発明の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置の主要部の正面図である。同じく回転軸側から見た側面図である。同じく投入口側から見た側面図である。回転ドラム機の中心断面図である。回転ドラム機の内部構造を示し、（ａ）は部分破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）はドラム底板に設けた底面羽根の斜視図である。ドラム円筒面に設けた円筒面羽根を示し、（ａ）はドラム円筒面の展開図、（ｂ）は円筒面羽根の基本パターンを示す拡大説明図である。集塵筒体の構造を示す分解斜視図である。同じく集塵筒体の組み立て状態を示す中央断面図である。投入機構を構成するバケットの平面図である。同じくバケットの正面図である。集塵機の正面図である。

次に、添付図面に示した実施形態に基づき、本発明を更に詳細に説明する。図１〜図３及び図１１は本発明の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置を示し、図４〜図６は回転ドラム機の詳細を示し、図７及び図８はドラム内に配置する集塵筒体を示し、図９及び図１０はバケットの構造を示し、図中符号１は回転ドラム機、２は投入機構、３は集塵機構、４は回収機構、５は投入口開閉機構をそれぞれ示している。

本発明の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置は、加熱は一切不要であり、溶融亜鉛めっき槽で発生したアッシュ（酸化亜鉛灰）を収集し、該アッシュ中から常温での機械的処理のみによって金属亜鉛を分離回収するものである。具体的には、本装置は、回転可能であり、内周面に形成した複数の羽根でアッシュの主要成分である亜鉛粒の表面の酸化膜を剥離する回転ドラム機１、前記回転ドラム機１にアッシュを投入する投入機構２と、前記回転ドラム機１中の酸化膜からなる粉塵を回収する集塵機構３と、前記回転ドラム機に残る金属亜鉛粒を回収する回収機構４と、前記回転ドラム機１の投入口６と前記投入機構２の間に設ける投入口開閉機構５とより構成されている。

更に詳しくは、前記回転ドラム機１は、図１〜図４に示すように、固定架台７に対して水平軸８にて上下傾動可能に設けた傾動架台９に、一端にアッシュ投入口６を有し、他端を半径方向に向いた円板状の底板１０で塞いだ略円筒状のドラム１１を、前記底板１０の外側中心に固定された中空の回転軸１２を軸受１３にて回転可能に支持するとともに、ドラム１１の投入口６寄りの外周面を複数のローラ１４，１４で回転可能に支持し、アッシュ投入時と運転中は投入口６を斜め上方に向けた運転姿勢とし、金属亜鉛粒の回収時には投入口６を斜め下方に向けた回収姿勢とすることが可能な構造である。本実施形態において、前記ドラム１１は、直径が約１ｍ、軸方向寸法が約１．２ｍの大きさである。

前記固定架台７は、前記回転ドラム機１の投入口６の下方に、前記回収機構４として回収コンテナ１５を載置し得る空間を脚部１６，１６間に設けたものであり、両脚部１６，１６の後部上面に前記水平軸８，８を回転可能に支持して前記傾動架台９を前後傾動可能としている。前記傾動架台９は、前記水平軸８より後方の下部に設けた枠体１７に、前記軸受１３にて回転軸１２を回転可能に支持するとともに、その下方に駆動モータ１８を設置し、前記回転軸１２と駆動モータ１８をスプロケットとチェーンからなる回転伝達手段１９で連繋している。更に、前記固定架台７のベース部２０と傾動架台９とを伸縮式アクチュエータ２１の両端に枢支し、伸縮式アクチュエータ２１を伸縮駆動して前記傾動架台９を前後に傾動させるのである。ここで、前記伸縮式アクチュエータ２１として、モータ駆動のネジ式を採用したが、油圧式あるいはエアー式のシリンダーでも良い。また、前記ドラム１１の投入口６寄りの外周面の下部を複数のローラ１４，１４で載支するとともに、外周面の上部は前記傾動架台９に両端を固定した円弧状の保護ベルト２２を用いて非接触状態で取り囲み、ドラム１１が所定位置で回転するように規制している。また、前記固定架台７の前部には、前記投入機構２を構成するバケット２３を設ける投入架台２４を高い位置に設けている。

そして、前記回転ドラム機１は、図１、図４〜図７に示すように、前記底板１０の内側中心に固定し、前記中空の回転軸１２と連通した集塵筒体２５と、前記底板１０の内側面に突設し前記集塵筒体２５から放射状に延びドラム円筒面２６に至る複数の底面羽根２７と、ドラム円筒面２６内に突設し円周方向に対して９０〜１５０度の角度で設けた複数の円筒面羽根２８，２９とよりなる。

前記底面羽根２７は、図４及び図５に示すように、前記底板１０に固定する固定片２７Ａの一側に沿って直角に羽根片２７Ｂを折曲形成するとともに、中心部に近い前記固定片２７Ａの一部を切り起こした三角形状の補強片２７Ｃを前記羽根片２７Ｂの側面に溶接した形状であり、本実施形態では８枚を等間隔で放射状に配置して固定片２７Ａを底板１０に溶接するとともに、羽根片２７Ｂの端部を円筒面２６に溶接して強固に固定している。前記円筒面羽根２８，２９は、図４〜図６に示すように、二種類あり、一つの円筒面羽根２８は、直線状の主羽根片２８Ａの一端部に副羽根片２８Ｂを直角に屈曲形成したＬ字状であり、もう一つの円筒面羽根２９は、単純な直線状のものであり、それぞれ前記円筒面２６に直角に溶接している。

前記円筒面羽根２８，２９の配列の基本パターンは、図６（ｂ）に示すように、２枚の円筒面羽根２８，２８と１枚の円筒面羽根２９で構成している。第１の円筒面羽根２８は、前記底面羽根２７の端部から主羽根片２８Ａが連続するように配置し、主羽根片２８Ａとドラムの円周方向（回転方向）Ｐとのなす角度θ₁を９０〜１５０度に設定している。ここで、副羽根片２８Ｂはドラム１１の回転方向Ｐを向くように設定し、該副羽根片２８Ｂの延長線上に第２の円筒面羽根２８の主羽根片２８Ａが交差するように配置する。これら２枚の円筒面羽根２８，２８は同じ角度に設定している。そして、前記円筒面羽根２９は、最も投入口６に近い位置で、第１の円筒面羽根２８と略同じ母線上に、前記円筒面羽根２８の主羽根片２８Ａとは逆に傾斜するように、前記円周方向Ｐとのなす角度θ₂を９０〜１５０度に設定している。これらの基本パターンを円周方向に４組等間隔で設けている。前記θ₁とθ₂の更に好ましい範囲は、θ₁が１１０〜１３０度、θ₂が９５〜１１５度である。本実施形態では、θ₁を１２０度、θ₂を１０５度としている。

前記集塵筒体２５は、図１、図４、図７及び図８に示すように、筒状の吸引筒３０とその先端に外被するカバー筒３１とから構成されている。前記吸引筒３０は、前記ドラム１１の底板１０に固定する円板状のフランジ３２を基端に設け、先端は閉塞板３３が固定され、該閉塞板３３に近接する筒部を４箇所、９０度毎に切り欠いて開口部３４，…を形成したものである。前記カバー筒３１は、長さが前記吸引筒３０の約半分、直径が前記吸引筒３０の約２倍の筒部材であり、一端は円板３５で閉鎖され、該円板３５に近接する内周面に４枚のフィン３６，…が９０度毎に内向きに溶接されている。そして、前記カバー筒３１を吸引筒３０の先端部に外被するとともに、前記各フィン３６を開口部３４の中央部に位置させて、前記円板３５を閉塞板３３に接合してネジ止めする。前記ドラム１１の底板１０の中央には、前記吸引筒３０が通過可能で、前記フランジ３２が通過不能な円孔３７を開設し、前記カバー筒３１を取付ける前に、前記底板１０の外側から前記吸引筒３０の先端部を円孔３７に挿入し、前記フランジ３２を底板１０の外側面に接合してネジ止めする。それから、前記ドラム１１の内部で、前記吸引筒３０の先端部に前記カバー筒３１を取付ける。

次に、前記投入機構２は、図１、図９及び図１０に示すように、前記回転ドラム機１の投入口６に対面して前記固定架台７の前部に設けた投入架台２４に前後傾動可能にバケット２３を設け、該バケット２３にはアッシュを収納した開閉蓋付き供給コンテナ３８を載置する台座部３９とその先方側に供給コンテナ３８の開閉蓋３８Ａと関連つけて設けた先細ホッパー部４０と、前記台座部３９の手前側下部をフォークリフトの爪で押し上げて前部の枢支部４１を支点にバケット２３を前傾させるための支持部４２を備えている。前記投入架台２４の台座部３９には、両側に側壁部４３，４３を有し、該側壁部４３，４３の前方位置に下設したヒンジ部４４，４４を前記投入架台２４に枢着し、前記枢支部４１を中心に前記投入架台２４が上下に回動可能となっている。また、前記バケット２３の両側壁部４３，４３に固定した姿勢制御板４５には、前記投入架台２４の適所に当接して台座部３９を略水平に保つ水平当止部４６と、前記支持部４２をフォークリフトの爪で押し上げて前傾した状態で所定角度を維持する傾斜当止部４７，４７とを設けている。尚、前記供給コンテナ３８を前記バケット２３の台座部３９に載置するにはフォークリフトを用いる。本実施形態では、前記バケット２３をフォークリフトの爪の昇降で前傾させたが、前記同様な伸縮式アクチュエータを投入架台２４とバケット２３の間に設けて電動駆動で前後傾動するようにしても良い。

そして、図１に示すように、前記回転ドラム機１の投入口６と前記投入機構２の間に、運転姿勢における回転ドラム機１の投入口６を開閉する投入口開閉機構５を設ける。前記投入口開閉機構５は、前記固定架台７に設けた左右のガイド枠４８，４８に案内されて前記投入口６に平行にスライド昇降する板状の蓋体４９を備え、該蓋体４９と投入口６の口縁との間には、前記集塵機構３によるタンク内吸引時に外気を取り入れるために、所定のクリアランスを設けている。ここで、前記蓋体４９は運転姿勢においてアッシュ投入時に投入口６を開放し、運転中は投入口６を閉止し、また回収姿勢において投入口６を開放するのである。具体的には、前記ガイド枠４８，４８は、投入口６が斜め上方に向いた運転姿勢における該投入口６と平行になるように、やや傾斜した状態で前記固定架台７に固定され、前記蓋体４９は左右のガイド枠４８，４８に沿ってスライド可能に両側部を係合し、該ガイド枠４８の上部に設けた滑車５０に巻回したワイヤ５１の一端を蓋体４９に繋ぎ、他端を固定架台７に脚部１６に設置したウインチ５２に連繋している。そして、前記ウインチ５２でワイヤ５１を巻き取って前記蓋体４９を上昇させて前記投入口６を開放し、ワイヤ５１を繰り出して前記蓋体４９を下降させて前記投入口６を閉止するのである。ここで、前記蓋体４９を上昇させた状態では、前記回転ドラム機１は、前記水平軸８を中心に投入口６を斜め下方に向けた回収姿勢へ回転させることが可能となる。尚、前記投入口開閉機構５は、蓋体４９が上下に移動して開閉する構造以外にも、蓋体４９が横方向に移動して開閉する構造も採用し得るが、省スペース化の観点からは本実施形態のものが最も好ましい。

また、前記集塵機構３は、図３及び図１１に示すように、前記回転ドラム機１の集塵筒体２５に連通した前記回転軸１２の端部に、ローターリージョイント５３を介してフレキシブルホース５４の一端を接続し、該フレキシブルホース５４の他端に集塵機５５を接続したものであり、前記回転ドラム機１の内部を吸引して酸化膜からなる粉塵を集塵袋５６に回収するものである。本実施形態の前記集塵機５５は、本装置に専用に開発したパルス式集塵機を用い、吸引口５７から亜鉛の酸化膜からなる粉塵を含むエアーを、フィルター部５８を介してターボファン５９で吸引し、容量が大きなフィルター部５８で流速を急激に減少させて、重い粉塵を自重によって下方の漏斗６０に落下させる構造のものである。前記フィルター部５８は、多数の筒状のろ布からなり、ろ布の外側に付着した軽い粉塵は、ろ布の内部にパルス状にエアーを噴射して除去して目詰まりを解消し、粉塵を漏斗６０に落下させる。前記集塵機５５の運転停止後、漏斗６０の排出口を開いて、該排出口に装着した集塵袋５６に粉塵（酸化灰）を回収する。尚、前記集塵機５５は、前述の構造には限定されず、市販のものを用いることも可能であり、例えば前記フィルター部５８として平板フィルターを用い、該平板フィルターに振動を与えて目詰まりを防止する構造のものでも良い。

また、前記回収機構４は、図１に示すように、回収姿勢における前記回転ドラム機１の投入口６の下方であって、前記固定架台７の脚部１６，１６間に設けた空間に前記回収コンテナ１５を設置して構成している。

そして、前記固定架台７の正面の脚部１６には制御盤６１を設け、回転ドラム機１の運転、停止、回転速度の制御、回転ドラム機１を運転姿勢と回収姿勢とに傾動させる制御、蓋体４９の開閉制御を行えるようにしている。本実施形態では、前記集塵機５５の制御は、該集塵機５５に設けた制御盤６２で行っているが、前記制御盤６１で集塵機５５の運転制御を行えるようにしても良い。

次に、本装置の運転方法を説明する。本装置の特徴は以下のとおりである。先ず、アッシュを回転ドラム機１内に投入する時に人力によらない、安全を重視した投入機構２を開発した。また、同様に分離後の金属亜鉛粒の排出も、ボタン操作で回転ドラム機１が回収姿勢になり、ドラム１１内の金属亜鉛粒を回収コンテナ１５に移載するシンプルな回収機構４とした。ドラム内の羽根形状と配置については、分離時の騒音発生と分離効果の相反する条件を、実際にアッシュを回転ドラム機１に投入し、１年間の繰返し試験を行ない理想的な形状と配置を定めた。また、集塵効率を上げるため、専用のパルス式集塵機の開発を行なった。本装置の構造は簡素でシンプルなものとし、システムは誰もが操作しやすく、安全性に優れた構造とし、本装置を使用することで、良好といえない作業環境の現状からの脱却を図った。

以下に、本装置の操作手順を簡単に説明する。
先ず、集塵機５５を起動し、次いで回転ドラム機１のメインの電源を入れる。伸縮式アクチュエータ２１を操作してドラム１１を上向きの運転姿勢にする。それから、投入口開閉機構５の蓋体４９を全開とし、低回転モード（約５回転／分）で運転スイッチを入れ回転させる。
次に、アッシュを入れた供給コンテナ３８をフォークリフトでバケット２３の台座部３９に静置する。供給コンテナ３８の開閉蓋３８Ａのストッパーを外し、バケット２３の支持部４２の下部にフォークリフト爪を差し込み、少しずつ持上げて傾斜させる。この際に、集塵機５５は運転モード、回転ドラム機１は低回転モードで運転する。前記バケット２３を傾斜当止部４７によるストッパー位置まで徐々に傾斜をとり、アッシュを回転ドラム機１に全て投入する。フォークリフトの爪を下降させてバケット２３を水平に戻し、空になった供給コンテナ３８をフォークリフトで降ろす。この回転ドラム機１へのアッシュ投入を必要回数繰り返す。前記回転ドラム機１へは約８００ｋｇのアッシュを投入することが可能である。
それから、投入口開閉機構５の蓋体４９を下ろしてドラム１１の投入口６を閉鎖した後、一旦回転ドラム機１の運転を停止する。そして、運転モード（約１３回転/分：１５回転/分）を設定後、運転スイッチを入れ運転する。この間に、アッシュは金属亜鉛粒と酸化灰に分離され、酸化灰は集塵機５５で回収される。
回転ドラム機１の運転の停止ボタンを押して停止する。ここで、運転時間をタイマーで設定し、自動で停止させることも可能である。集塵機は起動したまま、投入口開閉機構５の蓋体４９を全開とし、ドラム内部の金属亜鉛粒の状態を確認する。金属亜鉛粒の表面に粉塵が付着していないことを確認する（通常２〜４時間で回収可能状態になる）。その後、回収コンテナ１５を回転ドラム機１の下方に置き、搬出スイッチを押して、伸縮式アクチュエータ２１を駆動し、ドラム１１が回収コンテナ１５に接触しない程度まで回転ドラム機１を下げる。そして、低回転モードに設定して運転スイッチを入れると、回転ドラム機１はゆっくり回転しながら、金属亜鉛粒が回収コンテナ１５に搬出される。その後、回転ドラム機１の回転速度を上げて残りの金属亜鉛粒を全て排出する。回転ドラム機に金属亜鉛粒が無くなったことを確認し、運転を停止する。
それから、回転ドラム機１を投入スイッチで上向きとし、投入口開閉機構５の蓋体４９を閉める。そして、集塵機５５を停止する。回収コンテナ１５は、フォークリフトで所定の場所へ移動する。一方、集塵機５５の停止後に、漏斗６０の排出口に集塵袋５６を装着し、排出口を開いて酸化灰を集塵袋５６に回収する。集塵機下側本体をゴムハンマーで叩き衝撃で酸化灰を落とす。

アッシュの成分にもよるが、酸化灰の回収量はアッシュの１５〜２５％となる。例えば、５００ｋｇのアッシュから７５〜１２５ｋｇの酸化灰が回収される。因みに、酸化灰中の亜鉛化合物量は、亜鉛として７２〜７４％である。

１回転ドラム機、２投入機構、
３集塵機構、４回収機構、
５投入口開閉機構、６投入口、
７固定架台、８水平軸、
９傾動架台、１０底板、
１１ドラム、１２回転軸、
１３軸受、１４ローラ、
１５回収コンテナ、１６脚部、
１７枠体、１８駆動モータ、
１９回転伝達手段、２０ベース部、
２１伸縮式アクチュエータ、２２保護ベルト、
２３バケット、２４投入架台、
２５集塵筒体、２６円筒面、
２７底面羽根、２７Ａ固定片、
２７Ｂ羽根片、２７Ｃ補強型、
２８円筒面羽根、２８Ａ主羽根片、
２８Ｂ副羽根片、２９円筒面羽根、
３０吸引筒、３１カバー筒、
３２フランジ、３３閉塞板、
３４開口部、３５円板、
３６フィン、３７円孔、
３８供給コンテナ、３８Ａ開閉蓋、
３９台座部、４０ホッパー部、
４１枢支部、４２支持部、
４３側壁部、４４ヒンジ部、
４５姿勢制御板、４６水平当止部、
４７傾斜当止部、４８ガイド枠、
４９蓋体、５０滑車、
５１ワイヤ、５２ウインチ、
５３ローターリージョイント、５４フレキシブルホース、
５５集塵機、５６集塵袋、
５７吸引口、５８フィルター部、
５９ターボファン、６０漏斗、
６１制御盤、６２制御盤、
Ｐ円周方向（回転方向）、
θ₁ 円筒面羽根２８の角度、
θ₂ 円筒面羽根２９の角度。

Claims

溶融亜鉛めっき槽で発生したアッシュを収集し、該アッシュ中から常温での機械的処理のみによって金属亜鉛を分離回収する溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置であって、
回転可能であり、内周面に形成した複数の羽根でアッシュの主要成分である亜鉛粒の表面の酸化膜を剥離する回転ドラム機と、
前記回転ドラム機にアッシュを投入する投入機構と、
前記回転ドラム機中の酸化膜からなる粉塵を回収する集塵機構と、
前記回転ドラム機に残る金属亜鉛粒を回収する回収機構と、
前記回転ドラム機の投入口と前記投入機構の間に設ける投入口開閉機構と、
よりなることを特徴とする溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置。
前記回転ドラム機は、固定架台に対して水平軸にて上下傾動可能に設けた傾動架台に、一端にアッシュ投入口を有し、他端を半径方向に向いた円板状の底板で塞いだ略円筒状のドラムを、前記底板の外側中心に固定された中空の回転軸を軸受にて回転可能に支持するとともに、ドラムの投入口寄りの外周面を複数のローラで回転可能に支持し、アッシュ投入時と運転中は投入口を斜め上方に向けた運転姿勢とし、金属亜鉛粒の回収時には投入口を斜め下方に向けた回収姿勢としてなる請求項１記載の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置。
前記回転ドラム機は、前記底板の内側中心に固定し、前記中空の回転軸と連通した集塵筒体と、前記底板の内側面に突設し前記集塵筒体から放射状に延びドラム円筒面に至る複数の底面羽根と、ドラム円筒面内に突設し円周方向に対して９０〜１５０度の角度で設けた複数の円筒面羽根と、よりなる請求項１又は２記載の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置。
前記投入機構は、前記回転ドラム機の投入口に対面して前記固定架台に前後傾動可能にバケットを設け、該バケットにはアッシュを収納した開閉蓋付き供給コンテナを載置する台座部とその先方側に供給コンテナの開閉蓋と関連つけて設けた先細ホッパー部と、前記台座部の手前側下部をフォークリフトの爪で押し上げて前部の枢支部を支点にバケットを前傾させるための支持部を備えている請求項２記載の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置。
前記回転ドラム機の投入口と前記投入機構の間に、運転姿勢における回転ドラム機の投入口を開閉する投入口開閉機構を設け、該投入口開閉機構は、前記固定架台に設けたガイド枠に案内されて前記投入口に平行にスライド昇降する板状の蓋体を備え、該蓋体と投入口の口縁との間には所定のクリアランスを設けてなり、前記蓋体は運転姿勢においてアッシュ投入時に開放し、運転中は閉止し、また回収姿勢において開放する請求項２記載の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置。
前記集塵機構は、前記回転ドラム機の集塵筒体に連通した前記回転軸の端部に、ローターリージョイントを介してフレキシブルホースの一端を接続し、該フレキシブルホースの他端に集塵機を接続したものであり、前記回転ドラム機の内部を吸引して酸化膜からなる粉塵を集塵袋に回収するものである請求項３記載の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置。
前記回収機構は、回収姿勢における前記回転ドラム機の投入口の下方であって、前記固定架台の脚部間に設けた空間に設置した回収コンテナからなる請求項２記載の溶融亜鉛めっきアッシュ中の金属亜鉛回収装置。