JP4091082B2 - Dry separation method and dry separation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、乾式分離方法、及び乾式分離装置に関する。 The present invention relates to a dry separation method and a dry separation apparatus.
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。 Industrial products composed of various materials, mineral resources, and industrial wastes contain various different components. Such separation for each component is necessary for refining mineral resources, recycling resources, and the like.
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。 To date, wet separation methods and dry separation methods are mainly known as separation methods.
例えば、乾式分離法として、流動化媒体となる粉体に気体を吹き付けて流動層を形成し、個麻流動層内に石炭粒子を投入して流動層の見かけ密度より小さい密度の石炭粒子を浮揚させ、大きい密度の石炭粒子を沈降させて分離するようにした乾式石炭分離方法が知られている(特開2000‐61398)。
しかしながら、上記乾式分離法は、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。 However, the dry separation method has problems such as high apparatus cost and low efficiency. In addition, the wet separation method has problems such as environmental pollution due to waste liquid treatment, and it cannot be used where water resources are small, and requires a waste liquid treatment or a drying step after separation.
また、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。しかし、当該不純物を除去しつつ、連続的に目的成分を回収する方法はこれまで知られていない。 In addition to the target component, most of the cases where the separation target contains impurities. However, a method for continuously recovering the target component while removing the impurities has not been known so far.
そこで、本発明は、連続的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方法を提供することにある。 Then, this invention is providing the dry-type separation method which can isolate | separate a separation object continuously, is low-cost, and is kind to an environment.
発明者らは、粉体を流動化させた固気流動層が密度や粘度などの特性を有する液体に類似した性質を持つことに着目し、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を見出すに至った。 The inventors noticed that a solid-gas fluidized bed obtained by fluidizing powder has properties similar to liquids having characteristics such as density and viscosity, and in particular, objects having various densities in the fluidized state. As a result of examining the behavior of the present invention, the present inventors have found the dry separation method of the present invention.
すなわち、本発明の乾式分離方法は、粉体を流動化させた固気流動層を利用して分離対象物を分離する乾式分離方法であって、前記固気流動層を構成する成分を投入し、次いで前記分離対象物を投入し、その後前記固気流動層を構成する成分を投入することにより、前記固気流動層を構成する成分の間へ前記分離対象物を投入することを特徴とする。 That is, the dry separation method of the present invention is a dry separation method for separating an object to be separated using a solid-gas fluidized bed obtained by fluidizing powder, and the components constituting the solid-gas fluidized bed are added. Then, the separation object is introduced, and then the components constituting the solid-gas fluidized bed are introduced , whereby the separation object is introduced between the components constituting the solid-gas fluidized bed. .
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、前記固気流動層の見かけ密度より大きい密度を有する前記分離対象物を精製する場合に、前記分離対象物の投入初期位置を、前記流動層の中間点から上側に設定することを特徴とする。 Further, in a preferred embodiment of the dry separation method of the present invention, when the separation object having a density larger than the apparent density of the solid-gas fluidized bed is purified, the initial position of the separation object is set to the fluidized bed. It is characterized in that it is set above the middle point.
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、前記固気流動層の見かけ密度より小さい密度を有する前記分離対象物を精製する場合に、前記分離対象物の投入初期位置を、前記流動層の中間点から下側に設定することを特徴とする。 In a preferred embodiment of the dry separation method of the present invention, when purifying the separation object having a density smaller than the apparent density of the solid-gas fluidized bed, the initial position of the separation object is set to the fluidized bed. It is characterized in that it is set below the middle point.
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、前記分離対象物を投入後、浮揚した分離対象物及び沈降した分離対象物を回収することを特徴とする。 In a preferred embodiment of the dry separation method of the present invention, after the separation object is introduced, the levitated separation object and the settled separation object are recovered.
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、固気流動層の見掛け密度を、分離しようとする分離対象物中の各成分の最大密度と最小密度との間に設定することを特徴とする。 In a preferred embodiment of the dry separation method of the present invention, the apparent density of the solid-gas fluidized bed is set between the maximum density and the minimum density of each component in the separation object to be separated. To do.
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、粉体が、ユニビーズ、ガラスビーズ、ジルコンサンド、ポリスチレン粒子、スチールショット、砂及びこれらと同程度の密度を有する粉体からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする。 Further, in a preferred embodiment of the dry separation method of the present invention, the powder is selected from the group consisting of unibeads, glass beads, zircon sand, polystyrene particles, steel shots, sand and powders having a density comparable to these. It is characterized by being at least one kind.
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、プラスチック、金属、鋳物製品を含むことを特徴とする。 In a preferred embodiment of the dry separation method of the present invention, the separation object includes waste, minerals, agricultural products, plastics, metals, and cast products.
また、本発明の乾式分離装置は、複数の粉体を投入する粉体投入手段と、前記複数の粉体投入手段により粉体が投入されることによって形成される固気流動層と、分離対象物を投入する対象物投入手段と、前記分離対象物が前記固気流動層によって分離し浮揚した浮揚物を回収する第一の回収手段と、前記分離対象物が固気流動層によって分離し沈降した沈降物を回収する第二の回収手段とを備え、前記第一及び第二の回収手段が、固気流動層内に入り込まないように構成されていることを特徴とする。 Further, the dry separation apparatus of the present invention includes a powder input means for supplying a plurality of powders, a solid-gas fluidized bed formed by inputting the powders by the plurality of powder input means, and a separation target An object input means for supplying an object, a first recovery means for recovering a floated object that is separated and floated by the solid-gas fluidized bed, and the separation object is separated and settled by the solid-gas fluidized bed. And a second recovery means for recovering the sediment, wherein the first and second recovery means are configured not to enter the solid-gas fluidized bed.
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、前記第一及び第二の回収手段が、吸引機構によるものであることを特徴とする。 In a preferred embodiment of the dry separation apparatus of the present invention, the first and second recovery means are based on a suction mechanism.
本発明によれば、装置コストが安価で、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。 According to the present invention, there are advantageous effects that the apparatus cost is low, the efficiency is high, the waste liquid treatment and the drying process after separation are unnecessary, and there is almost no influence on the environment.
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。 Further, according to the present invention, since it is so-called dry separation, it can be used even in a place where water resources are small.
本発明によれば、プラスチックの回収に際してロータを分離槽内で回転させ、沈降した粒子を掻き上げて排出するようにできるので、簡単な機構で連続分離選別を自動的に行なうことができる。 According to the present invention, when the plastic is recovered, the rotor can be rotated in the separation tank, and the settled particles can be picked up and discharged, so that continuous separation and selection can be automatically performed with a simple mechanism.
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、粉体を流動化させ、液体系の比重選別と同様な粉体流動化媒体、言い換えれば固気流動層を利用して分離対象物を主としてその密度によって、分離するものである。本発明においては、これに加えて、分離対象物を固気流動層の間へ投入することも特徴の一つである。従来のように固気流動層の上部へ投入するのではなく、固気流動層の間へ投入することにより、分離対象物のより正確な分離が可能であるという利点を有する。ここで、固気流動層とは、粉体を流動化させて液体に類似した性質を持つものを意図する。 The principle of separation of the present invention will be described as follows. That is, the powder is fluidized, and the separation object is separated mainly by its density using a powder fluidization medium similar to liquid specific gravity sorting, in other words, a solid-gas fluidized bed. In the present invention, in addition to this, it is also one of the features that the separation object is introduced into the solid-gas fluidized bed. Rather than throwing it into the upper part of the solid-gas fluidized bed as in the prior art, by putting it between the solid-gas fluidized bed, there is an advantage that the separation target can be more accurately separated. Here, the solid-gas fluidized bed is intended to have a property similar to a liquid by fluidizing powder.
まず、固気流動層による分離の概念を以下に説明する。粉体に気体を送り浮遊流動化させた場合、粉体からなる流動層は、液体と同様の挙動を示す。従って、流動層の見掛け密度ρfbは下記の式で表される。 First, the concept of separation by a solid-gas fluidized bed will be described below. When a gas is sent to the powder and fluidized by floating, the fluidized bed made of the powder exhibits the same behavior as the liquid. Therefore, the apparent density ρfb of the fluidized bed is expressed by the following equation.
ρfb＝Ｗp ／Ｖf ＝（１−εf ）ρp
ここでＷp は流動化媒体の粉体重量、Ｖf は流動化時の体積、εf は流動化時の空隙率、ρp は流動化媒体の粉体密度である。
ρfb = Wp / Vf = (1-εf) ρp
Here, Wp is the powder weight of the fluidizing medium, Vf is the volume during fluidization, εf is the porosity during fluidization, and ρp is the powder density of the fluidizing medium.
このような見掛け密度ρfbを有する流動層中に密度ρs の分離対象物を混在させたとき、ρs ＜ρfbの分離対象物成分は流動層上部に浮揚し、ρs ＞ρfbの当該分離対象物成分は流動層下部に沈降する。そしてρs ＝ρfbの当該分離対象物成分は流動層中間部を浮遊する。このことを利用して分離対象物の比重選別を行なうのである。 When a separation object of density ρs is mixed in a fluidized bed having such an apparent density ρfb, the separation object component of ρs <ρfb is levitated above the fluidized bed, and the separation object component of ρs> ρfb is It settles in the lower part of the fluidized bed. The separation object component of ρs = ρfb floats in the middle part of the fluidized bed. Using this fact, the specific gravity of the separation object is selected.
こうして分離対象物中の各成分を分離することが可能である。これによって、分離された各成分を容易にリサイクルすることも可能となる。 In this way, it is possible to separate each component in the separation object. As a result, the separated components can be easily recycled.
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、廃棄物、鉱物、農作物、プラスチック、金属等を挙げることができる。各種鉱物資源としては、珪石、ろう石などの鉱石、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。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によって分離するため、分離対象物が汚れていると比重が変動するおそれがあるからである。 The separation object that can be separated in the present invention is not particularly limited. Examples of the separation target include various mineral resources and industrial products, shredder dust, waste, minerals, agricultural products, plastics, metals, and the like. Various mineral resources include ores such as silica and wax, raw coal mined from coal mines, etc., and shredder dust includes those from household waste, automobiles, home appliances, etc. be able to. In addition, although the separation target object derived from either may be used in this way, when the separation target object is dirty, it is preferable to separate it after washing. This is because, according to the separation method of the present invention, the components of the separation object are mainly separated by the difference in specific gravity, so that the specific gravity may vary if the separation object is dirty.
本発明の乾式分離方法の実施態様において、前記固気流動層の見かけ密度より大きい密度を有する前記分離対象物を精製する場合に、前記分離対象物の投入初期位置を、前記流動層の中間点から上側に設定することが好ましい。これは、分離対象物の中に、精製したい物が含まれている場合に、当該精製したいものが、固気流動層の見掛け密度より大きい密度を有する場合に、当該精製したいものを含む分離対象物の投入初期位置を、固気流動層の中間点より上側に設定すれば、いわゆる精製したいもの以外のノイズ(ごみ)などは、上部に留まり、精製したいもののみをより高純度で下側に分離することができるからである。 In an embodiment of the dry separation method of the present invention, when purifying the separation object having a density larger than the apparent density of the solid-gas fluidized bed, the initial input position of the separation object is set to the intermediate point of the fluidized bed. It is preferable to set to the upper side. This means that if the object to be purified contains the object to be purified, and the object to be purified has a density greater than the apparent density of the solid-gas fluidized bed, the object to be separated including the object to be purified. If the initial position of the material is set above the midpoint of the solid-gas fluidized bed, noise (dust) other than what is to be purified remains at the top, and only the material to be purified is placed at a lower level with higher purity. This is because they can be separated.
同様に、精製したいものが、固気流動層の見掛け密度より小さい密度を有する場合に、当該精製したいものを含む分離対象物の投入初期位置を、固気流動層の中間点より下側に設定すれば、いわゆる精製したいもの以外のノイズ(ごみ)などは、下部に留まり、精製したいもののみをより高純度で上側に分離することができる。 Similarly, when the material to be purified has a density smaller than the apparent density of the solid-gas fluidized bed, the initial position of the separation object containing the material to be purified is set below the midpoint of the solid-gas fluidized bed. In this case, noise (garbage) other than what is desired to be purified remains at the lower part, and only what is desired to be purified can be separated to the upper side with higher purity.
また、本発明において、成分毎に連続的に分離するには、例えば、固気流動層の見掛け密度を変化させるか、２つ以上からなる固気流動層を直列に配列すること等により行なう事ができる。 In the present invention, continuous separation for each component is performed, for example, by changing the apparent density of the solid-gas fluidized bed or by arranging two or more solid-gas fluidized beds in series. Can do.
固気流動層の見掛け密度を変化させるには、後述するu0／umfの値を変化させるか、固気流動層に用いる粉体を変化させるか、粉体の粒径を変化させること、混合粉体の混合割合を変化させること等により行なう事ができる。 In order to change the apparent density of the solid-gas fluidized bed, the value of u 0 / u mf described later is changed, the powder used for the solid-gas fluidized bed is changed, or the particle size of the powder is changed, This can be done by changing the mixing ratio of the mixed powder.
見掛け密度の変化は、分離対象物の種類にも依存するので、u0／umfの値を上げれば、必ず見掛け密度が減少するとは限らない。一方、固気流動層に用いる粉体の密度が高いものを用いると、固気流動層の見掛け密度も一般に上昇する傾向がある。また、粉体の粒径を大きくすると、見掛け密度が大きくなるというという傾向がある。したがって、これらを考慮して、見掛け密度を変化させれば、連続的な各成分の分離が可能となる。 Since the change in the apparent density depends on the type of the separation object, the apparent density is not necessarily decreased if the value of u 0 / u mf is increased. On the other hand, when a powder having a high density used in the solid-gas fluidized bed is used, the apparent density of the solid-gas fluidized bed generally tends to increase. Further, when the particle size of the powder is increased, the apparent density tends to increase. Accordingly, if the apparent density is changed in consideration of these, continuous separation of each component becomes possible.
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、粉体の流動化を、前記固気流動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。 In a preferred embodiment of the dry separation method of the present invention, the powder can be fluidized by blowing air from the lower part of the solid-gas fluidized bed. This is because more components can be separated. However, it is not intended to be limited to blowing from the lower part. For example, components having a relatively low specific gravity can be separated even if crosswinds are sent. When a component with a clearly low specific gravity is present, separation is possible with high efficiency because of a large scattering distance even in a crosswind. Therefore, first, components having a low specific gravity due to cross wind may be removed, and then each component of the remaining separation target may be removed.
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。 When a component having a low specific gravity exists as an impurity in addition to the target component in the separation target, the impurity can be removed by the same procedure.
そして、本発明においては、通気性が5.0(cm３／s)／cm２以下の条件下で、送風を行なうことができる。これは、通気性を制御することにより、浮沈の安定化を図る事ができるからである。分離対象物にもより、特に限定されないが、通気性を5.0(cm３／s）／cm２以下、好ましくは、3.0(cm３／s）／cm２以下、さらに好ましくは、1.0(cm３／s）／cm２以下とすることができる。 And in this invention, ventilation can be performed on the conditions whose air permeability is 5.0 (cm < 3 > / s) / cm < 2 > or less. This is because stabilization of ups and downs can be achieved by controlling air permeability. Although not particularly limited depending on the object to be separated, the air permeability is 5.0 (cm 3 / s) / cm 2 or less, preferably 3.0 (cm 3 / s) / cm 2 or less, more preferably 1.0 (cm 3 / S) / cm 2 or less.
本発明において、空塔速度をu0として粉体の最小流動化空塔速度をu mfとした場合、u0／umf が分離を制御する1つの要因となる。なぜなら、空塔速度を調節することにより、例えば、２つの非常に近接した密度差を有する成分を容易に除去できたり、逆に、密度差の大きい成分の分離には、空塔速度を上げることにより、短時間で分離することができるからである。 In the present invention, when the superficial velocity is u 0 and the minimum fluidization superficial velocity of the powder is u mf , u 0 / u mf is one factor for controlling the separation. This is because, for example, by adjusting the superficial velocity, two components having very close density differences can be easily removed, and conversely, the superficial velocity can be increased for separating components having large density differences. This is because it can be separated in a short time.
一般に、空塔速度を最小流動化空塔速度以上で当該最小流動化空塔速度近傍に設定すると、固気流動層内に浮遊する分離対象物の成分の密度分布は狭くなり、空塔速度をさらに上げていくと、固気流動層内に浮遊する分離対象物の成分の密度分布は広がる。 Generally, when the superficial velocity is set to be equal to or higher than the minimum fluidization superficial velocity and close to the minimum fluidization superficial velocity, the density distribution of the components of the separation object floating in the solid-gas fluidized bed becomes narrow, and the superficial velocity is reduced. When further increased, the density distribution of the components of the separation object floating in the solid-gas fluidized bed widens.
したがって、本発明においては、従来では分離が困難とされていた密度差の小さな２成分 (２物体)を分離することができるという利点を有する。このように微妙に空塔速度をコントロールするには、固気流動層下部の空気を分散させる部分に空気の通気性が低いものを用いることなどが挙げられる。 Therefore, the present invention has an advantage that two components (two objects) having a small density difference, which has been conventionally difficult to separate, can be separated. In order to finely control the superficial velocity in this way, it is possible to use a material having low air permeability in the portion where the air in the lower part of the solid-gas fluidized bed is dispersed.
大まかに成分を分離する場合は、基本的に、成分が浮揚、中層に位置、沈降の３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浮揚するか沈降するかのどちらかになるように上記u0／umfとすれば、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。 When components are roughly separated, the components can be basically separated into three types: levitation, position in the middle layer, and sedimentation. However, in the end, it is often the case that components with a small density difference that are difficult to separate are separated, so that the density distribution of the components located in the middle layer is made as small as possible so that the components float or settle. If the above u 0 / u mf is used, separation with higher separation accuracy and recovery rate can be performed.
当該u0／umfの値としては、例えば、1〜４の範囲とすることができる。かかる範囲であれば、安定した固気流動層を形成することができるからである。但し、かかる範囲に限定されるものではなく、密度差の大きい成分同士を迅速に分離する場合には、u0／umfの値が４以上であってもよい。 The value of u 0 / u mf can be in the range of 1 to 4, for example. This is because a stable solid-gas fluidized bed can be formed within such a range. However, the present invention is not limited to this range, and the value of u 0 / u mf may be 4 or more when components having large density differences are rapidly separated.
単一の粉体を流動化させた場合において、密度差が小さい成分同士を分離するとき、使用する粉体にもよるが、u0／umfの値は、できるだけ１に近い値とするのが好ましい。u0／umfの値を、１〜１．５、好ましくは、１〜１．２、さらに好ましくは、１〜１．１とすることができる。 When fluidizing a single powder, when separating components with a small density difference, the value of u 0 / u mf should be as close to 1 as possible, depending on the powder used. Is preferred. The value of u 0 / u mf can be 1 to 1.5, preferably 1 to 1.2, and more preferably 1 to 1.1.
複数の粉体を流動化させた場合においては、当該複数の粉体が実質的に均一に混合するようなu0／umf 値下で行なうことが好ましい。これは、実質的に均一に混合していないと、固気流動層の上方ほど見掛け密度が小さくなり、下方ほど見かけ密度が大きくなるために、固気流動層内の中層に位置する成分の密度分布が大きくなる傾向があるからである。 When a plurality of powders are fluidized, it is preferable to carry out under a u 0 / u mf value such that the plurality of powders are mixed substantially uniformly. This is because the apparent density decreases toward the upper part of the solid-gas fluidized bed and the apparent density increases toward the lower part when the mixture is not substantially uniformly mixed. This is because the distribution tends to increase.
また、粉体の種類についても、分離する分離対象物の種類により特に限定されないが、例えば、粉体を、ユニビーズ、ガラスビーズ、ジルコンサンド、ポリスチレン粒子、砂及びスチールショット、並びにこれら同程度の密度を有する粉体からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。 Also, the type of powder is not particularly limited depending on the type of separation object to be separated. For example, powder is made of unibeads, glass beads, zircon sand, polystyrene particles, sand and steel shots, and similar densities. It can be at least one selected from the group consisting of powders having
使用する粉体の平均粒径についても特に限定されないが、粉体の流動化を比較的小さな空塔速度で行うことと、付着性に起因する粉体の凝集を抑制するという観点から、１００〜７００μｍとするのが好ましい。 The average particle diameter of the powder to be used is not particularly limited, but from the viewpoint of performing fluidization of the powder at a relatively low superficial velocity and suppressing aggregation of the powder due to adhesion. The thickness is preferably 700 μm.
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、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。 Each component of the separation object separated as described above can be finally collected by an appropriate method by floating or sinking.
次に、本発明の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。図１は、固気流動層内での物体の浮沈を示した図である。１は、流動層の見掛け密度より軽い物体である。２は、固気流動層である。３は、流動層の見掛け密度より重い物体である。４は、分離槽である。５は、気体分散板である。この図から明らかなように、粉体の流動化状態においては、固気流動層の見掛け密度によって、物体を分離できることが分かる。
Next, one embodiment of the dry separation apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing the ups and downs of an object in a solid-gas fluidized bed. 1 is an object lighter than the apparent density of the fluidized bed. 2 is a solid-gas fluidized bed. 3 is an object heavier than the apparent density of the fluidized bed. 4 is a separation tank.
分離手順の一例を示すと、前記分離槽内に流動化媒体であるガラスビーズ、ユニビーズ、ジルコンサンド、ポリスチレン粒子などを仕込み、分離槽４の下面から気体分散板５を通して均一に分離槽４内に気体を送り込み粉体を流動化させ、流動層を形成する。そこで分離槽４の上面開口から分離対象物を投入すると、使用する粉体よりも密度の大きい分離対象物成分は沈降する。図２は、本発明の一実施態様における乾式分離装置を示す。図２（A）は、装置を上部から見た概要図を示し、図２（B）は図２（A）におけるA−A断面図を示し、図２（C）は図２（A）におけるB-B断面図を示し、図２（D）は図２（A）におけるC-C断面図を示す。図２（E）は分離の工程概要を示す。
An example of the separation procedure is as follows. Glass beads, uni-beads, zircon sand, polystyrene particles, etc., which are fluidization media, are charged into the separation tank, and uniformly into the
図２（A）において説明を簡便にするため、固気流動層の粉体として砂、分離対象としてプラスチックを用いた場合ついて一連の流れをまず説明する。１の下砂投入位置で、固気流動層を構成する下砂を投入し、回転方向にしたがって回転し、２のプラスチック投入位置で、分離対象物(プラスチック)を投入し、３の上砂投入位置で固気流動層を構成する上砂を投入し、４の流動化分離でプラスチックを分離する。その後、５の浮揚物排出位置で浮揚物を排出し、６の沈降物排出位置で、沈降物を排出する。 In order to simplify the description in FIG. 2 (A), a series of flows will be described first in the case where sand is used as the powder of the solid-gas fluidized bed and plastic is used as the separation target. At the lower sand injection position, the lower sand composing the solid-gas fluidized bed is introduced, rotated according to the direction of rotation, the separation object (plastic) is introduced at the second plastic injection position, and the upper sand of the third is charged. Upper sand constituting the solid-gas fluidized bed is introduced at the position, and the plastic is separated by fluidization separation of 4. Thereafter, the levitated matter is discharged at the levitated material discharge position of 5, and the sediment is discharged at the leachable material discharge position of 6.
下砂投入位置と流動化分離位置との断面（A-A断面）について、図２（B）に示されており、下砂投入位置側では、所望の成分を所望の量だけ固気流動層の下側成分とすることが可能となっている。一方、流動化分離位置では、図の空気室から、空気を噴き上げることにより固気流動層を形成することが可能となっているのが分かる。 The cross section (AA cross section) between the bottom sand charging position and the fluidization separation position is shown in FIG. 2 (B). At the bottom sand charging position side, a desired amount of the desired component is below the solid-gas fluidized bed. It can be a side component. On the other hand, at the fluidization separation position, it can be seen that a solid-gas fluidized bed can be formed by blowing air from the air chamber in the figure.
なお、ここで、集塵機とあるが、これは、流動化の際に流動媒体中の微粉が流動層から飛び出し発塵するので、発塵した微粉を回収するためのものである。 Note that here, there is a dust collector, but this is for recovering the generated fine powder because the fine powder in the fluidized medium jumps out of the fluidized bed during the fluidization.
また、プラスチック投入位置と浮揚物排出位置との断面(B-B断面)について、図２（C）に示されており、下砂上にプラスチックが投入されている様子と、固気流動層によって分離した浮揚物が排出されている様子が分かる。浮揚物排出位置で、浮揚物が排出されるが、同時に固気流動層の成分媒体(この場合は砂)を回収してもよい。この場合、回収は吸引機構を用いて行うことが可能である。吸引機構は、特に限定されず、市販の吸引機、掃除機等を利用することができる。吸引機構で、選別が終わった固気流動層の上層を浮揚物と粉体(砂)と共に吸引しタンクに回収することができる。分離終了後ふるいで粉体と浮揚物を分離して回収できる。 In addition, the cross section (BB cross section) between the plastic injection position and the floated material discharge position is shown in Fig. 2 (C). The state where the plastic is being injected on the bottom sand and the levitation separated by the solid-gas fluidized bed You can see how things are being discharged. At the floating material discharge position, the floating material is discharged, but at the same time, the component medium (in this case, sand) of the solid-gas fluidized bed may be recovered. In this case, recovery can be performed using a suction mechanism. A suction mechanism is not specifically limited, A commercially available suction machine, a vacuum cleaner, etc. can be utilized. With the suction mechanism, the upper layer of the solid-gas fluidized bed after selection can be sucked together with the floated material and powder (sand) and collected in the tank. After the separation, the powder and levitated material can be separated and recovered by sieving.
また、上砂投入位置と沈降物排出位置との断面(C-C断面)について、図２（D）に示されており、上砂を投入している様子、及び沈降物を排出している様子が分かる。沈降物を排出する場合も、上述の浮揚物を回収する場合と同様に、沈降物と粉体(砂)を一緒に吸収してタンクに回収することができる。その後ふるい分けして沈降物のみを回収することができる。下砂投入から沈降物回収まで、模式的に示したものが図２（E）である。 In addition, the cross section (CC cross section) between the top sand input position and the sediment discharge position is shown in FIG. 2 (D), and the state of top sand being introduced and the state of sediment being discharged is shown. I understand. When discharging the sediment, the sediment and powder (sand) can be absorbed together and collected in the tank, as in the case of collecting the floated material. Thereafter, it can be sieved and only the sediment can be recovered. FIG. 2 (E) schematically shows the process from the loading of sediment to the collection of sediment.
次に、本発明の別の態様における一例を説明する。図３は、本発明の別の態様における一例の乾式分離装置を示す。 Next, an example in another aspect of the present invention will be described. FIG. 3 shows an example of a dry separation apparatus according to another embodiment of the present invention.
上述の例に倣って説明すると、図３（A）は装置の横断面を示し、図３（B）は装置の縦断面を示す。 3A is a cross-sectional view of the apparatus, and FIG. 3B is a vertical cross-section of the apparatus.
まず、下砂ホッパから下砂を投入する。下砂を投入された容器がコンベアで移動し、プラスチックホッパにてプラスチック(シュレッダーダストなどの分離対象物)が容器へ投入され、さらに、下砂及びプラスチックが投入された容器がコンベアで移動し、上砂ホッパにて上砂が投入される。この間、下部からのブロワーにより容器内で固気流動層を形成することが可能である。固気流動層によって十分に分離された分離対象物のうち浮揚物は、浮揚物回収装置によって回収される。これは、例えば、籠付きの水車状ホイールなどを用いて流動層上層を書き取って浮揚物と粉体を回収することができる。回収後スクリーンにかけて、浮揚物のみを粉体と分離し排出することができる。また、粉体は、コンベアによって上砂或いは下砂(図面では、下砂ホッパ)ホッパへ投入再利用することができる。 First, the lower sand is introduced from the lower sand hopper. Containers filled with sediment move on the conveyor, plastic (separated objects such as shredder dust) is poured into the container with a plastic hopper, and containers filled with sewage sand and plastic move on the conveyor, Top sand is thrown in by top sand hopper. During this time, it is possible to form a solid-gas fluidized bed in the container by a blower from the lower part. Of the separation objects sufficiently separated by the solid-gas fluidized bed, the floated material is collected by the floated material collection device. For example, the floating layer and the powder can be collected by writing the upper layer of the fluidized bed using a water wheel with a hook. Only the floated material can be separated from the powder and discharged through a screen after collection. Further, the powder can be reused by charging it into the upper sand or the lower sand (in the drawing, the lower sand hopper) by a conveyor.
その後、コンベアによって沈降物が回収される。このとき沈降物とともに粉体を回収しても良い。この場合、沈降物は、残りの粉体と共に沈降物回収装置先端のシュートに排出されて、スクリーンにかけられて、沈降物のみを回収することができる。分離された粉体は、コンベアによって上砂或いは下砂(図面では、下砂ホッパ)ホッパへ投入再利用することができる。 Thereafter, the sediment is collected by the conveyor. At this time, the powder may be recovered together with the sediment. In this case, the sediment can be discharged together with the remaining powder to the chute at the tip of the sediment collection device and applied to the screen to collect only the sediment. The separated powder can be input and reused by a conveyor to the upper sand or lower sand (lower sand hopper in the drawing) hopper.
なお、下砂を回収して、上砂投入用に再投入したり、逆に上砂を回収して、下砂投入用に再投入することにより、粉体の均一化を図ることができる。 It is possible to make the powder uniform by collecting the lower sand and re-injecting it for the upper sand injection, or by collecting the upper sand and re-introducing it for the lower sand injection.
次に、別の実施態様における一例を説明する。図４（A）は、本発明の乾式分離装置の別の実施態様における一例を示す図である。 Next, an example in another embodiment will be described. FIG. 4 (A) is a diagram showing an example of another embodiment of the dry separation apparatus of the present invention.
図４（A）に記載の所謂シャッター式の装置について動作説明をすると以下のとおりである。図４（B）が図４（A）の装置の動作を順をおって概略化した図である。
すなわち、１．流動装置内に媒体をセットする前に、予めかご（前記媒体を透過可能で、分離対象物を透過不可能であれば限定されない。）を沈めておく(図４（B）１)。２．シャッター通過位置(流動層深さ100mm)まで流動媒体(下砂)をしく。３．分離対象物を媒体上に置く。４．流動層深さ200mm(任意に設定)となるように媒体(上砂)を敷く。５．ブロワで送風して流動化、比重選別を行う。6．選別完了後、シャッターを閉じて流動層上層と下層を分断する。7．カゴをスクリーン上に移動させる。８．先にカゴの底を開いて、シャッターよりも下にある沈降物を排出する。9．沈降物とカゴについている少量の媒体を振動スクリーンで分離・回収する。10．回収完了後、シャッターを開いて同様に浮遊物を回収する。11．ブロワを停止し、媒体を排出して一連の選別が完了する。
The operation of the so-called shutter type device shown in FIG. 4A will be described as follows. FIG. 4B is a diagram schematically illustrating the operation of the apparatus of FIG.
That is: Before setting the medium in the flow apparatus, a cage (not limited as long as the medium can be transmitted and the separation object cannot be transmitted) is submerged (FIG. 4 (B) 1). 2. Remove the fluid medium (sediment) to the shutter passing position (fluidized bed depth 100mm). 3. Place the separation object on the medium. 4). Lay the medium (top sand) so that the fluidized bed depth is 200 mm (arbitrary setting). 5. Blower is used to fluidize and select specific gravity. 6． After completion of sorting, the shutter is closed and the upper and lower layers of the fluidized bed are separated. 7． Move the basket on the screen. 8). First open the bottom of the cage and discharge the sediment below the shutter. 9． Use a vibrating screen to separate and collect a small amount of media from the sediment and the basket. Ten. After collection is complete, open the shutter and collect the suspended matter in the same way. 11． The blower is stopped, the medium is discharged, and a series of sorting is completed.
上記流れを繰り返すことにより連続的に分離対象物を分離することができる。 By repeating the above flow, the separation object can be continuously separated.
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。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not intended to be interpreted as being limited to the following examples.
参考例１
まず、混合粉体の混合割合と見掛け密度の関係を調べるために、図５に示すような分離システムを用いた。分離層底部には、穴径0.2cm、ピッチ0.3cm、開孔率40.3%のステンレス多孔板2枚で布を挟んだ空気分散板を設けた。分離槽に層高が40cmとなるように粉体を仕込み、ブロワーにより空気を送り込んで流動化させ、モーターバルブの開閉により空塔速度を微調整した。分離槽は、大型の装置（横60cm×奥行き45cm×粉体高さ40cm）を用いたので、気体分散板下の気体室を６つに分割させて、装置の大型化に伴い断面積も大きくなったため各部分で精度良く空塔速度をコントロールした。
Reference example 1
First, in order to investigate the relationship between the mixing ratio of the mixed powder and the apparent density, a separation system as shown in FIG. 5 was used. At the bottom of the separation layer, an air dispersion plate was provided in which a cloth was sandwiched between two stainless porous plates having a hole diameter of 0.2 cm, a pitch of 0.3 cm, and an aperture ratio of 40.3%. Powder was charged in the separation tank so that the layer height was 40 cm, air was sent by a blower to make it fluid, and the superficial velocity was finely adjusted by opening and closing the motor valve. Since the separation tank used a large device (width 60cm x depth 45cm x powder height 40cm), the gas chamber under the gas dispersion plate was divided into six parts, and the cross-sectional area increased as the device became larger. Therefore, the superficial velocity was controlled accurately in each part.
なお、図５中、４は分離槽、１５は気体、１６はオリフィス流量計、１７は圧力センサー、１８はデータロガー、１９はパーソナルコンピューター、２０はブロワー、２１はモーターバルブ、２２は電気信号である。 In FIG. 5, 4 is a separation tank, 15 is a gas, 16 is an orifice flow meter, 17 is a pressure sensor, 18 is a data logger, 19 is a personal computer, 20 is a blower, 21 is a motor valve, and 22 is an electrical signal. is there.
オリフィス流量計１６の圧力及び流動層底部と大気間の圧力差を圧力センサー１７により電圧値として読み取り、あらかじめ得られている電圧−空塔速度及び電圧−圧力損失の関係式を用いて空塔速度ｕ０と圧力損失ΔＰを求めた。ここで、圧力損失ΔＰとは、気体が粉体を流動化させる際に、気体が粉体に応じて受ける圧力をいう。例えば、下方から気体を送風すると、気体は粉体の重さに相当する圧力を受けるが、この場合に圧力を圧力損失ΔＰという。ある空塔速度以上になると、粉体が流動化し始め、圧力損失が一定となる。言い換えると、圧力損失が一定の場合が粉体の流動化状態を示す。
The pressure of the
ｕ０を徐々に減少させる過程でΔＰを測定し、ΔＰが一定値から減少し始めるｕ０を最小流動化空塔速度ｕｍｆとした。 measured ΔP in the process of gradually reducing the u 0, and the u 0 where ΔP begins to decrease from the predetermined value and the minimum fluidization superficial velocity u mf.
実際に、層内に様々なかさ体積割合ＶＳ.Ｓ.で混合したスチールショット（Ｓ.Ｓ.）とガラスビーズ（Ｇ.Ｂ.）の2成分粉体を層高が約４０ｃｍとなるように仕込み流動化させ、空塔速度ｕ０と最小流動化空塔速度ｕｍｆとの関係を、ｕ０ ／ｕｍｆ＝1.7として試験を行なった。また、通気性を、0.3(cm３／s）／cm２に設定した。なお、最小流動化空塔速度は2成分粉体が完全に混合しているｕ０から、偏析が起こらないようにｕ０を下げる過程で得られた空塔速度−圧力損失の関係より求めた。表1に用いた粉体の物性を示す。 Actually, the two-component powder of steel shot (SS) and glass beads (GB) mixed in various bulk volume ratios V SS in the layer so that the layer height is about 40 cm. The test was conducted with the relationship between the superficial velocity u 0 and the minimum superficial fluid velocity u mf being u 0 / u mf = 1.7. The air permeability was set to 0.3 (cm 3 / s) / cm 2 . Note that the minimum fluidization superficial velocity from u 0 to 2 component powder is thoroughly mixed, the superficial velocity obtained in the course of lowering the u 0 so segregation does not occur - was determined from the relationship between the pressure loss . Table 1 shows the physical properties of the powder used.
図６に実験結果を示す。図６は、通気性の低い（0.3(cm３／s）／cm２)気体分散板での各密度球の層内での浮沈を示す。S.S.が少ない場合（0.35）では、より軽い球が沈み、多い場合（0.45）では、より重い球が沈む傾向を示した。浮沈境界の球密度が流動層の見掛け密度を表し、G.B.よりも重いS.S.の割合が大きくなるにつれて、見掛け密度も増加することを示した。なお、粉体混合割合について、VS.S.=0.35とは、S.S.:G.B.=35：65であることを、VS.S.=0.40とは、S.S.:G.B.=40:60であることを、VS.S.=0.45とは、S.S.:G.B.=45：55であることを示す。 FIG. 6 shows the experimental results. FIG. 6 shows the ups and downs in the layer of each density sphere in a gas dispersion plate with low air permeability (0.3 (cm 3 / s) / cm 2 ). When SS was low (0.35), lighter spheres sunk, and when SS was high (0.45), heavier spheres tended to sink. The sphere density at the boundary of the rise and fall represents the apparent density of the fluidized bed, and the apparent density increases as the proportion of SS heavier than GB increases. Regarding the powder mixing ratio, V SS = 0.35 means that SS: GB = 35: 65, V SS = 0.40 means that SS: GB = 40: 60, V SS = 0.45 Indicates that SS: GB = 45: 55.
この結果、混合粉体中の重い粉体の割合が増加するにつれて見掛け密度が増加することが判明した。 As a result, it has been found that the apparent density increases as the proportion of the heavy powder in the mixed powder increases.
参考例２
次に、分離対象物として、鉱石、特に珪石及びろう石を用いた分離試験を行なった。参考例１と同様の装置を用いて分離を行なった。珪石は2300〜2550kg/m3にピークを持つ一方、ろう石は、2650〜2750kg/m３の狭い範囲に分布し、2700kg/m3にピークを持つ。球相当径は共に１０〜５０mmの範囲にあり、珪石は30.5±8.6mm、ろう石は30.3±8.1mmであった。
Reference example 2
Next, a separation test was performed using ores, in particular, quartzite and wax, as separation objects. Separation was performed using the same apparatus as in Reference Example 1 . Silica whereas with a peak at 2300~2550kg / m 3, pyrophyllite are distributed in a narrow range of 2650~2750kg / m 3, with a peak at 2700 kg / m 3. The equivalent sphere diameter was in the range of 10 to 50 mm. Silica stone was 30.5 ± 8.6 mm, and the wax was 30.3 ± 8.1 mm.
図７は、各条件での珪石とろう石の層内での浮沈を示す。図７Aは、条件が、通気性＝８．１３(cm３／s)／cm２、Vs.s.＝０．４０の場合であり、図７Bは、条件が、通気性＝０．３０(cm３／s)／cm２、Vs.s.＝０．３５の場合であり、図７Cは、条件が、通気性＝０．３０(cm３／s)／cm２、Vs.s.＝０．４０の場合であり、図７Dは、条件が、通気性＝０．３０(cm３／s）／cm２、Vs.s.＝０．４５の場合である。 FIG. 7 shows the ups and downs in the quartzite and waxite layers at each condition. FIG. 7A shows the case where the air permeability is 8.13 (cm 3 / s) / cm 2 and Vs.s. = 0.40, and FIG. 7B shows the case where the air permeability is 0.30 ( cm 3 / s) / cm 2 and Vs.s. = 0.35. FIG. 7C shows that the conditions are air permeability = 0.30 (cm 3 / s) / cm 2 and Vs.s. FIG. 7D shows the case where the air permeability = 0.30 (cm 3 / s) / cm 2 and Vs.s. = 0.45.
実験に用いた石は両石から平均密度を持つ石をピックアップした。各気体室の上に１０回ずつ石を層内に投入し（１０×６＝計６０回）、１分後の層内での高さを測定した。得られた結果から各高さに存在した石の割合をプロットした。通気性の高い気体分散板の場合は、各高さにほぼ同割合で存在し、安定した浮沈とはならなかった。一方、通気性の低い場合、VS.S.=0.35の場合は、流動層の見掛け密度が小さすぎて両石ともに沈降し、反対にVS.S.=0.45の場合は、見掛け密度が大きすぎて両石とも浮揚した。その中間のVS.S.=0.40の場合は、珪石が上、ろう石が下とほぼ完全に分離した。
The stones used in the experiment were picked up from both stones with average density. Stones were thrown into the
以上の結果、通気性を８.１３(cm３／s）／cm２としたものに比較して、浮沈がかなり安定し、より正確に分離可能である事が判明した。 As a result, it was found that the ups and downs were much more stable and could be separated more accurately than those with an air permeability of 8.13 (cm 3 / s) / cm 2 .
参考例３
次に、連続的に不純物を除去しつつ目的成分の分離を試みた。内径２５．４ｃｍ、高さ５２ｃｍ、厚さ０．５ｃｍのアクリル円筒管で分離槽を作製した。槽底部には、穴径０．２ｃｍ、ピッチ０．３ｃｍ、開孔率４０．３％のステンレス多孔板2枚で布を挟んだ空気分散板を設けた。通気性を、0.3(cm３／s）／cm２に調節し、層高が10cmとなるように粉体を仕込み、それ以外は、参考例１と同様の要領で試験を行なった。
Reference example 3
Next, separation of the target component was attempted while removing impurities continuously. A separation tank was made of an acrylic cylindrical tube having an inner diameter of 25.4 cm, a height of 52 cm, and a thickness of 0.5 cm. At the bottom of the tank, an air dispersion plate was provided in which a cloth was sandwiched between two stainless porous plates having a hole diameter of 0.2 cm, a pitch of 0.3 cm, and an open area ratio of 40.3%. The air permeability was adjusted to 0.3 (cm 3 / s) / cm 2 , and the powder was prepared so that the layer height would be 10 cm. Otherwise, the test was performed in the same manner as in Reference Example 1 .
被分離対象となる目的成分として、珪石、ろう石を用いた。不純物として、木片、石炭、エンジニアリングプラスチック（エンプラ）、鉄くずを用いた。 Silica and wax were used as target components to be separated. Wood chips, coal, engineering plastics (engineering plastics), and iron scrap were used as impurities.
また、粉体として、ガラスビーズ（粒径180-250μm）、及びスチールショット（鉄粉、粒径45-106μm）を用いた。 Further, glass beads (particle size 180-250 μm) and steel shot (iron powder, particle size 45-106 μm) were used as powders.
まず、ガラスビーズのみを高さ10cm入れてu0/umf=1.1, 1.5, 2.0の３通りで流動化させた。実験手順および結果を以下に示す。ガラスビーズのみの場合で、６種類の物体を１個ずつ層内に投入し、１分後の層内での高さを３回測定した。
First, only
結果を図８に示す。図８に示すように、u0/umf=1.1, 1.5の場合では木片・石炭・エンプラが浮揚、その他が沈降した。u0/umf=2.0では、風速の増加により流動層の見掛け密度が小さくなるのでエンプラも沈降した。以上の結果から、u0/umf=1.1, 1.5の場合に、６種類の物体から木片・石炭・エンプラを分離可能である事が分かった。 The results are shown in FIG. As shown in FIG. 8, in the case of u 0 / u mf = 1.1, 1.5, wood chips, coal, and engineering plastics floated, and others fell. At u 0 / u mf = 2.0, the engineering density also settled because the apparent density of the fluidized bed decreased with increasing wind speed. From the above results, it was found that wood pieces, coal, and engineering plastics can be separated from six types of objects when u0 / umf = 1.1, 1.5.
実際に、分離装置を用いて、不純物の木片、石炭、エンプラを、u0/umfの値を変化させる事により、連続的に分離除去した。なお、沈降物の珪石、ろう石、鉄くずについても、分離装置を用いて、分離槽から一旦除去した。 Actually, using a separation device, impurities such as wood chips, coal, and engineering plastic were continuously separated and removed by changing the value of u 0 / u mf . In addition, the siliceous silica, wax, and iron scrap were also temporarily removed from the separation tank using a separator.
次に、スチールショットのみを高さ10cm入れてu0/umf=1.1, 1.5, 2.0の３通りで流動化させて、更なる不純物である鉄くずの除去を試みた。 Next, only steel shot was placed 10 cm in height and fluidized in three ways: u 0 / u mf = 1.1, 1.5, 2.0, and further removal of iron scrap, which was an impurity, was attempted.
沈降した珪石・ろう石・鉄くずを流動層内に投入し、１分後の層内での高さを３回測定した。 Sedimented silica, wax, and iron scrap were put into the fluidized bed, and the height in the bed after 1 minute was measured three times.
結果を図９に示す。図９に示すように、いずれのu0/umfにおいても鉄くずのみが沈降した。沈降した鉄くずを分離装置によって、分離回収した。浮揚した珪石とろう石も同様の要領で回収し、次の分離槽へ誘導した。 The results are shown in FIG. As shown in FIG. 9, only iron scraps settled at any u 0 / u mf . The settled iron scrap was separated and recovered by a separator. The floated silica and wax were also collected in the same manner and guided to the next separation tank.
最終的に、珪石とろう石の分離を試みた。ガラスビーズとスチールショットの混合粉体を使用して、浮揚した珪石とろう石を層内に投入し、１分後の層内での高さを３回測定した。具体的に、ガラスビーズとスチールショットを体積混合割合60：40で混合したものを高さ10cm入れてu0/umf=1.1, 2.0, 3.0の３通りで流動化流動化させた。 Finally, separation of silica and wax was attempted. Using a mixed powder of glass beads and steel shot, levitated silica and wax were put into the layer, and the height in the layer after 1 minute was measured three times. Specifically, glass beads and steel shot mixed at a volume mixing ratio of 60:40 were put into a height of 10 cm and fluidized and fluidized in three ways: u 0 / u mf = 1.1, 2.0, 3.0.
結果を、図１０に示す。図１０に示すように、u0/umf=3.0の場合に珪石が浮揚し、ろう石が沈降した。その他のu0/umfで同様の結果とならなかった理由は、u0/umfが小さい場合は、ガラスビーズとスチールショットがうまく混ざらなかったり、流動化が穏やか過ぎるなどの要因が考えられる。 The results are shown in FIG. As shown in FIG. 10, when u 0 / u mf = 3.0, the silica was levitated and the wax was settled. Why did not the same results with other u 0 / u mf, if u 0 / u mf is small, or did not mix glass beads and steel shot is well, can be considered factors such as the fluidization is too calm .
同様に、本発明の装置によって、浮揚した珪石と、沈降したろう石を回収した。 Similarly, levitated silica and settled wax were recovered with the apparatus of the present invention.
以上により３種類の流動層を連続的に用いることで、上記の６種類の物体から不純物と見なせる木片・石炭・エンプラ・鉄くずを除去し、その後、珪石とろう石を分離する事ができた。 By using three kinds of fluidized beds in succession as described above, wood chips, coal, engineering plastics, and iron scraps that can be regarded as impurities were removed from the above six kinds of objects, and then the silica and the wax were separated. .
実施例１
参考例１〜３により適当な固気流動層の条件を確認できたことから、固気流動層の中間に分離対象物を設置した場合の分離の様子を調べた。
内容１５ｃｍの円筒型流動層に流動化媒体を層高２０ｃｍとなるように仕込んだ。流動化媒体(粉体)としては、１００〜６００μｍの粒径分布を有する砂を使用した。流動化媒体を仕込む際、様々な密度の球を図１１（B）のように初期位置として各高さに設置した。図１１（B）は、球の初期位置を示す図である。
Example 1
Since the conditions of an appropriate solid-gas fluidized bed could be confirmed according to Reference Examples 1 to 3, the state of separation when a separation object was installed in the middle of the solid-gas fluidized bed was examined.
A fluidized medium was charged into a cylindrical fluidized bed having a content of 15 cm so as to have a bed height of 20 cm. As the fluidizing medium (powder), sand having a particle size distribution of 100 to 600 μm was used. When the fluidizing medium was charged, spheres having various densities were set at respective heights as initial positions as shown in FIG. FIG. 11B is a diagram showing the initial position of the sphere.
その後、１０ｃｍ/ｓの空塔速度で媒体を流動化させ、1分後の球高さを測定し、その高さを流動層高さで割ることで補正高さを求めた。この高さは、完全浮揚の場合に１．０、完全沈降の場合に０．０となるように定義されている。球の補正高さと球の密度との関係を図１１（A）に示す。図１１（A）の球の浮沈結果から、定性的な言い方をすれば、同じ密度の球でも下方に設置したものは浮揚しにくく、上方に設置したものは沈降しにくい結果となった。つまり、同じ密度の球でも初期位置により浮沈に違いが見られることが明らかとなった。 Thereafter, the medium was fluidized at a superficial velocity of 10 cm / s, the ball height after 1 minute was measured, and the corrected height was determined by dividing the height by the fluidized bed height. This height is defined to be 1.0 for complete levitation and 0.0 for complete settling. FIG. 11A shows the relationship between the corrected height of the sphere and the density of the sphere. Qualitatively speaking, the result of the sphere floating and sinking shown in FIG. 11A shows that even if the sphere has the same density, it is difficult to levitate when it is installed below, and it is difficult to sink when it is installed above. In other words, it became clear that even with a sphere of the same density, there was a difference in the rise and fall depending on the initial position.
また、このような固気流動層内での挙動を利用して、鋳物製品などの分離対象物を投入した場合、欠陥品と製品との間で比重等が異なることを利用して、欠陥品であるか否かを判断することができることが分かる。 In addition, when a separation object such as a cast product is introduced by using such behavior in a solid-gas fluidized bed, the defective product is used by taking advantage of the difference in specific gravity between the defective product and the product. It can be seen that it can be determined whether or not.
１ 流動層の見掛け密度より軽い物体
２ 固気流動層
３ 流動層の見掛け密度より重い物体
４ 分離槽
５ 気体分散板
１５ 気体
１６ オリフィス流量計
１７ 圧力センサー
１８ データロガー
１９ パーソナルコンピューター
２０ ブロワー
２１ モーターバルブ
２２ 電気信号
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