JP4897845B2

JP4897845B2 - 建屋外への粉塵拡散抑制方法

Info

Publication number: JP4897845B2
Application number: JP2009033725A
Authority: JP
Inventors: 淳黒坂; 徹夫八巻
Original assignee: Pan Pacific Copper Co Ltd
Current assignee: Pan Pacific Copper Co Ltd
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: JP2010189105A

Description

本発明は、天井により覆われ、側面に搬送手段が出入りする常時開放型開口部のある建屋内に粉状物を搬送し、また建屋外に搬送し、かつ必要により混合する際に発生する粉塵が建屋外に拡散することを防止する方法に関するものである。
粉状物を建屋内で山積みしておくことは、非鉄製錬の副産物、貯炭設備の石炭、リサイクリング原料など湿気を嫌う原料の貯蔵において行われている。また、かかる原料をショベルなどの重機で混合することは、粉状原料の品位を一定に保つために行われている。さらに、粉状原料をホッパーからベルトコンベヤーもしくはトラックに積載し、搬出することも行われている。

このような粉状原料貯蔵建屋にトラック、トロッコ等の運搬用車両が出入する際に通過する開口部は、面積が非常に大きく、扉の重量が重くなるために、搬送用車両の出入りの都度開口部を開閉することは現実的でないので常時開放型となっていることが多い。それ故、このような建屋内で粉状物を積み卸し、または混合する際には、その開口部から粉塵が屋外に飛散してしまう。

非特許文献１：JOURNAL OF MMJ, 製錬・リサイクリング大特集号2007, 12, Vol.123「佐賀関製錬所の銅製錬」第628頁、図３に示されているように、本出願人は、転炉からみをからみ選鉱してからみ銅精鉱、鉄精鉱、磁選精鉱を分離し、鉄精鉱は鉄源として外販している。さらに、転炉ダストの中和泥、自溶炉からの中和泥などを自溶炉に繰り返している。また、硫酸工場で廃酸処理した後に回収される石膏を外販している。かかる処理プロセスにおいて、発生する鉄精鉱、中和泥及び石膏は、建屋内で一旦保存され、その後製錬所内でリサイクルされるか、あるいは適当な搬送手段により外部に搬出される。また中和泥は各工程から品位が異なるものが発生するので、建屋内で混合される際に、粉塵が発生する。鉄精鉱、中和泥や石膏はある程度の水分を含有しているが、ダンプトラックから建屋の床面に卸される際に、衝撃により粉塵が発生する。

一般に、粉体からの発塵の防止は散水により行われている。例えば、特許文献１：特開昭５７−９６０３号公報は、屋外において一時的に貯えられた粉体を、必要により混合する貯蔵場所から粉塵が発生することを防止するために、粉塵濃度計により粉塵濃度を測定し、自然風に対して最上流にある粉体山から順次下流に向かって散水する方法を提案している。

特許文献２：特開２００２−２６３６０４号公報では、比較的密閉した空間である建屋内でアスファルト合材の骨材をショベルからホッパーに混合する際に発生する微粉塵を抑制する対策として、建屋内で浮遊する粉塵に対して噴霧し、屋外に拡散することを防止する方法が記載されている。

特許文献３：特開平１０−３３１５６６号公報は、砕石、鉱石の搬送、貯蔵に際して発生する粉塵に対して、粉塵発生前後に気泡を散布し、粉塵表面に水分を万遍なく補給することを提案している。気泡は、界面活性剤との混合水を発泡器で泡立てることにより発生されている。具体例では、ダンプトラックから原料を一次クラッシャーに投入し、一次粉砕原料をベルトコンベヤーにより二次クラッシャーまで搬送し、二次クラッシャーに泡状粉塵抑制剤噴射ノズルを配置している。同様に三次クラッシャーにも泡状粉塵抑制剤噴射ノズルを配置している。

特開昭５７−９６０３号公報特開２００２−２６３６０４号公報特開平１０−３３１５６６号公報

JOURNAL OF MMJ, 製錬・リサイクリング大特集号2007, 12, Vol.123「佐賀関製錬所の銅製錬」第628頁、図３

上記した鉄精鉱、中和泥、石膏などの粉状物を山積みする建屋では数１００トン以上の粉状物が貯蔵されており、建屋の面積と体積が膨大となり、このような膨大な建屋内に粉塵が充満し、この一部が外部に拡散する。また、鉄精鉱などの粉状物を卸す場所や、混合する場所が山積みされた粉状物の高さなどにより時々変わるので、発塵が起こる箇所が一定していない。さらに、開口部は任意の時にダンプトラックなどが何時でも出入りできるように開放状態を保っている必要がある。従来、これらの状況を考慮した粉塵拡散防止法はなかったので、本発明は、開口部を有する建屋内において粉状物を貯蔵する際に発生する粉塵が屋外に拡散することを効果的に抑制する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は次のとおりである。
（１）搬送手段を通過させるために常時開放された１以上の開口部を有する建屋内に粉状物を搬送し且つ該建屋から粉状物を搬出し、更に、必要により、前記粉状物を前記建屋内で混合する際に発生する粉塵が建屋外部に拡散することを抑制する方法において、前記１以上の開口部の上部幅方向全体より、前記搬出手段と接触するが、その通過が可能な限度で下方に伸びる柔軟性カーテンを常時懸垂するとともに、前記柔軟性カーテンの内側において下方に向かって、界面活性剤を含有する水を霧状に噴霧することにより、柔軟性カーテン下方の開放部にミストカーテンを形成することを特徴とする建屋外への粉塵拡散抑制方法。
（２）外部から建屋内側に向かう風が通過する開口部では界面活性剤含有水の噴霧は行わず、それ以外の開口部では界面活性剤含有水の噴霧を行うことを特徴とする（１）記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
（３）前記柔軟性カーテンを懸垂する保持構造を前記１以上の開口部の外側に付設することを特徴とする（１）又は（２）記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
（４）前記１以上の開口部に風向・風速の測定器を設け、所定風速以上の風が外部から建屋内に向かうことを検知して、検知された開口部での界面活性剤噴霧を中止することを特徴とする（２）記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
（５）前記柔軟性カーテンの幅方向に複数の噴霧器を配列することを特徴とする（１）から（４）までの何れか１項記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
（６）前記柔軟性カーテンが透明ビニールシートからなる（１）から（５）までの何れか１項記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
（７）銅製錬工場の鉱石貯蔵建屋から粉塵の拡散を抑制する（１）から（６）までの何れか1項記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
以下本発明を詳しく説明する。

本発明は、鉱石、石炭、石膏、精錬補助剤、リサイクリング原料などあらゆる粉状物に適用できるが、以下、好ましい具体例である、銅製錬工場（上記（７）の方法）で発生する鉄精鉱、中和泥及び石膏の例について説明する。
先ず、鉄精鉱は銅製錬転炉の転炉からみを選鉱して得た鉄分が高い原料であり、鉄源として外販されている。この鉄精鉱は品位が一定しているので、建屋内では出荷まで貯蔵され、特に混合されることはない。但し、次のような処理のそれぞれで粉塵が発生する。ダンプトラックからの荷卸しや、船積みの出荷の際にショベルでベルトコンベヤーに搬送する。石膏も同様に外販されるが、ショベルによりホッパーを経由してダンプトラックに移され、出荷される。次に、中和泥は製錬の種々の段階で発生するために、品位が一定していないので、混合の必要がある。
以上、本出願人の非鉄製錬所の現状に基づいて説明したが、特許請求の範囲の記載範囲内において種々の変更が可能である。例えば、鉄精鉱、中和泥及び石膏は別々の建屋内で貯蔵することができる。運搬手段は例えばレール軌道走行車両なども使用することができる。さらに、鉄精鉱を使用する鉄鋼工場が内陸にある場合は、ダンプトラックにより鉄精鉱の搬入及び搬出の両方を行うことができる。
以下、主として本出願人の非鉄製錬所の現状例につきさらに説明する。

一般に、銅製錬工場は敷地が広大であるので、粉状物の搬送経路を短くするように、鉄精鉱、中和泥及び石膏は別々の搬送ルートでダンプトラックにより建屋に搬送され、それぞれ分けて貯蔵される。搬出については、鉄精鉱についてはベルトコンベヤーにより、船積みされ、中和泥はダンプトラックにより自溶炉原料の混合設備まで搬送され、石膏はダンプトラックにより外販される。

このような処理を行う建屋の具体例を図１の平面図を参照して説明する。図中、１は建屋全体を示し、２は中和泥を貯蔵する第1鉱舎、３は鉄精鉱及び石膏を貯蔵する第2鉱舎、４は第1鉱舎２と第2鉱舎３の間の仕切りである。但し、仕切り４は上部が開放されているので、粉塵が第1鉱舎２から第2鉱舎３へまた逆に通過することができる。５は第１鉱舎３の中の鉄精鉱山積み領域，６は石膏積み領域である。７は第２鉱舎２の常時開放型開口部である。８は鉄精鉱及び石膏を搬入するダンプトラックが通過する常時開放型開口部である。９は石膏用ホッパー、１０は石膏を搬出するダンプトラックが入る常時開放型開口部を示す。１２は建屋の側壁である。なお、リサイクリング工場は処理量が比較的少なく、また比較的敷地が狭いから、一つの開口部からダンプトラックなどが出入りするようにしてもよい。

常時開放型開口部７，８，１０（以下「開口部」という）はダンプトラックなどの搬送手段が出入りできるように、幅が５〜１０ｍ、高さが５〜７ｍ程度の寸法となる。また、開口部７，８，１０は搬送手段が常時出入り可能なように開口部は常時開放されているので、建屋内部で発生する粉塵は容易に外部に拡散する。

本発明は、開口部７，８，１０に柔軟性カーテンを設けることを特徴とする（上記（１）〜（７）の方法）。以下、柔軟性カーテンの特長を順に説明する。（１）柔軟性カーテンは開口部７，８，１０，１１の上部から懸垂されており、開口部が幅方向全体で遮蔽されているので上部では粉塵拡散空隙がなくなっている。（ロ）柔軟性カーテンは、下側は搬送手段と接触するが、搬送手段の出入りが可能な限度でできるだけ下方に伸びている。したがって、柔軟性カーテンはダンプトラックの上部、特に運転台などとは接触するが、ダンプトラックの車輪がカーテンの下端を踏み付け、カーテンを引きずり、破損しない限度でできるだけ、長く垂れ下がるようにする。このような柔軟性カーテンにより開口部が下側を除いて覆われ、粉塵の外部への拡散がかなり抑制される。さらに、ダンプトラックなどは柔軟性カーテンを前後に揺らしながら建屋内に出入りできる。（ニ）柔軟性カーテンは、ダンプトラックが出入りする際に巻き上げることはせずに、常時懸垂しておく。（ホ）柔軟性カーテンはダンプトラックなどの出入りに追従して、移動し、ダンプトラックが屋内に入った時点では、元の垂直懸垂位置に戻るような柔軟性をもった布などであり、透明ビニールシートなどが好ましい（上記（６）の方法）。また、柔軟性カーテンは1枚であってもよいが、幅が１ｍ程度の短冊状シートを両側面が重なるように連設し、トラックなどが出入りし易いようにすることが好ましい。

本発明は、粉状物の荷卸しあるいは混合などにより何れかの鉱舎２，３で発塵が起こった場合は、原則としてすべての柔軟性カーテンの内側において、界面活性剤を含有する水（以下「発塵抑制剤」という）を噴霧してミストカーテンを形成することを特徴とする。この発塵抑制剤は柔軟性カーテンに沿って着実に着地するために、柔軟性カーテンの下側から粉塵が外部に拡散しない。さらに、柔軟性カーテンは建屋の外から風を遮断しているために、柔軟性カーテンの内側では安定して発塵抑制剤のカーテンを形成することができる。これは、搬送手段の円滑な通過を保証するためである。なお、発塵抑制剤としては、特許文献２に記載の陰イオン系界面活性剤、例えばa-オレフィンスルホン酸塩を使用することができる。界面活性剤は水の表面張力を弱めることで、水が粉塵となじみ易くして、少量の霧状発塵抑制剤で粉塵の舞上がりを防止する作用がある。
霧状発塵抑制剤の霧の大きさは一般に５〜５０μmである。霧発生器は特許文献２の出願人がBIMシリーズ微霧発生ノズルという名称で販売しており、この中で小噴量空円錐BIMKを好ましく使用することができる。
さらに、発塵抑制剤は柔軟性カーテンより下方の開放部では、幅方向の実質的に全体を覆うミストカーテンを形成するように噴霧を行うことが必要である。このためには、複数の噴霧ノズルを幅方向に配列し、各ノズル噴霧パターンが重なるようにすることが好ましい（上記（５）の方法）。

本発明による発塵抑制剤の噴霧を、外部から建屋内側に向かう風が通過する開口部で行うと、建屋周辺の風が強く、かつ、開口部の高さがある場合、噴霧した霧が下部まで届かずに周囲に飛散してしまい、開口部下部から粉塵が屋外に拡散することがある。また、建家の周囲に構造物や機械類が設置されている場合、それらが飛散した霧で腐食されやすい状態になる。よって、本発明の上記方法（２）では、風が流入する開口部では噴霧は行わず、一方建屋内側から外部に向かう風が通過することが観測される開口部（即ち、風速＞０ｍ/秒）では界面活性剤含有水（発塵抑制剤）の噴霧を行う。また、開口部に風向・風速の測定器を設け、所定風速以上の風が外部から建屋内に向かうことを検知して、検知された開口部への給水を中止する。

柔軟性カーテンを開口部と同一平面で設置することができる。即ち、建屋の開口部に金属枠などがあれば、適当な固定具を介して柔軟性カーテンを直接取付けることができる。但し、開口部がコンクリート構造の場合はこのような直接取付け困難である。このような開口部構造の場合は、本発明上記（３）の方法にしたがい、柔軟性カーテンを懸垂する保持構造を開口部の外側に付設することが好ましい。

図２は柔軟性カーテン保持構造を開口部８，１０に付設した実施態様を示す部分平面図面であり、図１と同じ部分は同じ参照符号を付している。図中１５，１６は、透明ビニールシートであり、その１５ａ、１６aはダンプトラックが通過する側のビニールシートである。１５ｂ，１６bは側面のビニールシートであり、側面側においても発塵抑制剤のミストを遮蔽して、高濃度の膜を形成する。

図３は、開口部８に向かっているダンプトラック３１と、柔軟性カーテンの保持構造２０を示している。この保持構造２０は建屋の外壁１２に固定された金属屋根であり、その下端から柔軟性カーテン１５ａ及び１５ｂ（図示せず）と懸垂している。柔軟性カーテン１５ａの高さＨ_１は２〜４ｍであり、その下方に高さＨ_２が３〜４ｍの自由空間が残っている。したがって、柔軟性カーテンはダンプトラック３１の最上部から１〜２m下方まで垂下しているので、鉄精鉱３０を積載したダンプトラック３１は柔軟性カーテン１５ａを押し進めながら第２鉱舎3内に進行する。ダンプトラック３１が第２鉱舎３内に完全に移動すると、柔軟性カーテン１５ａは元の位置に垂れ下がる。この後に、金属屋根に取付けられた発塵抑制剤スプレー（図示せず）からの噴霧を行うと、開口部（H₂に相当）においてミストカーテン２２が形成される。

図４及び５は金属屋根２０から下側を見た概念的平面図であって、発塵抑制剤スプレーの配列の実施態様を示す。図４は円錐型ノズル１７を千鳥状に配列し、また図５は円錐型スプレーノズル１７と扇型スプレーノズル１８を一列に配列している。円錐ノズル１７は頂点の角度が３０〜７０°の円錐形に発塵抑制剤を噴霧し、一方扇型スプレーノズル１８は頂点の角度が３０〜７０°であり、長短寸法の比が３〜１０である扇形に噴霧を行う。したがって、円錐型スプレーノズル１７は相互の距離ｈが短くなるように千鳥配列が有効であり、扇型ノズル１８はミストカーテンの幅が小さくなり、粉塵が突破し易いので、円錐型１７ノズルと併用することが好ましい。

上述した発塵抑制剤噴霧スプレー１７，１８は全ての開口部に配置される。この場合
複数個所の開口部に設置した噴霧装置に対して建屋内の作業者が発塵状況を観察して、リモコン操作を行うことが好ましい。このためには、発塵抑制剤タンク及び制御装置を図１の２５に集中したミストカーテン制御システム２５を設けることが好ましい。

以上説明したように、本発明は、それぞれが粉塵拡散抑制効果をもつ柔軟性カーテンと発塵抑制剤噴霧を組合わせるものである。これにより、高濃度のミストを安定してかつ場所を限定して作りだすことができるので、粉塵が外部に拡散され難くなり、また発塵抑制剤が建屋内に侵入して機械を腐食させることも避けられる。さらに、風向きによっては、開口部の１箇所での発塵抑制剤噴霧を止めても十分な粉塵拡散防止が可能である。

参考例
図１に示す本出願人の非鉄製錬所の粉状物貯蔵建屋の開口部７，８，１０に円錐型ノズル（株式会社いけうち製GIMS シリーズ６０７５）を５本一列に配置し、噴霧量１０L/分の条件で発塵抑制剤を噴霧する実験を３日行い、合計で鉄精鉱１４００トン、中和泥３００トン、石膏５０トンの搬入搬出、及び中和泥の混合を行ったところ、発塵抑制剤を噴霧しない操業の平均実績に対して建屋周辺の粉塵濃度を２０〜５０％減少することができた。なお、界面活性剤はCDCS-8040B（主成分―ナトリウム高級アルコールエトキシサルフェート（陰イオン界面活性剤）であり、濃度は０．２％であった。粉塵濃度の測定はローボリュームエアサンプラーにより行った。

実施例
参考例の建屋の開口部７，８，１０にビニールシートを図２，３に示すように設置して、その他は参考例と同様に噴霧試験を行ったところ、参考例に対してさらに８０〜９５％の粉塵濃度減少を達成できた。

以上説明したように、本発明は、開口部を有する建屋内で発生する粉塵が外部へ拡散することを防止することができるから、金属製錬、リサイクルなど分野において、環境保全に貢献することができる。

本出願人の非鉄製錬所における鉄精鉱、中和泥及び石膏を貯蔵する建屋の平面図である。上記建屋の開口部に可撓性カーテンを配置した平面図である。図２の側面図である。発塵抑制剤噴霧スプレーの配列の一実施態様を示す平面図である。図４とは別の実施態様を示す平面図である。

１建屋
２中和泥を貯蔵する第２鉱舎
３鉄精鉱及び石膏を貯蔵する第１鉱舎
４第1鉱舎２と第2鉱舎３の間の仕切り
５第２鉱舎の中の鉄精鉱山積み領域
６石膏積み領域
７第1鉱舎２開口部
８鉄精鉱及び石膏を搬入するダンプトラックが通過する開口部
９石膏用ホッパー
１０石膏を搬出するダンプトラックが入る開口部
１５，１６柔軟性カーテン
１７，１８発塵抑制剤スプレー

Claims

搬送手段を通過させるために常時開放された１以上の開口部を有する建屋内に粉状物を搬送し且つ該建屋から粉状物を搬出し、更に、必要により、前記粉状物を前記建屋内で混合する際に発生する粉塵が建屋外部に拡散することを抑制する方法において、前記１以上の開口部の上部幅方向全体より、前記搬出手段と接触するが、その通過が可能な限度で下方に伸びる柔軟性カーテンを常時懸垂するとともに、前記柔軟性カーテンの内側において下方に向かって、界面活性剤を含有する水を霧状に噴霧することにより、柔軟性カーテン下方の開放部にミストカーテンを形成することを特徴とする建屋外への粉塵拡散抑制方法。
外部から建屋内側に向かう風が通過する開口部では界面活性剤含有水の噴霧は行わず、それ以外の開口部では界面活性剤含有水の噴霧を行うことを特徴とする請求項１記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
前記柔軟性カーテンを懸垂する保持構造を前記１以上の開口部の外側に付設することを特徴とする請求項１又は２記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
前記１以上の開口部に風向・風速の測定器を設け、所定風速以上の風が外部から建屋内に向かうことを検知して、検知された開口部での界面活性剤含有水の噴霧を中止することを特徴とする請求項２記載の建屋内で発生する粉塵拡散抑制方法。
前記柔軟性カーテンの幅方向に複数の噴霧器を配列することを特徴とする請求項１から４までの何れか１項記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
前記柔軟性カーテンが透明ビニールシートからなる請求項１から５までの何れか１項記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。
銅製錬工場の鉱石貯蔵建屋からの粉塵の拡散を抑制する請求項１から６までの何れか1項記載の建屋外への粉塵拡散抑制方法。