JP5896037B2 - 含水バラ物の荷揚げ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、水分を含む鉱石や石炭等の含水バラ物を、運搬船やはしけ（艀）などから橋形クレーンやアンローダまたは連続式アンローダのバケットによって荷揚げする時、湧水が発生することによって起こるベルトコンベア上の荷揚げ障害を解消するために開発された、含水バラ物の荷揚げ処理方法に関する。

鉱石や石炭などのバラ物は、大部分が外国から輸入されており、そのほとんどが船舶によって輸送されている。これらのバラ物、特に鉱石や石炭は、近年、高水分のものが多く、その水分（湧水）は輸送過程においてバラ物と分離して船倉底部に溜まった状態になる。その結果、アンローダ等による荷揚げ過程の中盤或いは後半において、荷揚げのためのグラブバケットによる掴み取り後に窪みができ、そこに粉体と湧水とが混濁した状態の懸濁湧水を生成して溜まるだけでなく、やがてスラリー状態となって荷揚げ障害を引き起こすという問題があった。この問題は、バケットコンベア等からなる連続式アンローダのバケットによる荷揚げ過程でも同様に発生する。

また、船舶からの荷揚げ中に豪雨等が発生したときは、荷揚げを継続すると否とにかかわらず、バラ物が高水分となり、雨水が船倉底部に溜まった状態となる点でも同様な荷揚げ障害現象を生じることになる。
このことは、雨季を持つ国においても同様であり、船舶を含め橋形クレーンやアンローダを覆う屋根を備えないと、荷揚げ中のバラ物が高水分となり、荷揚げの継続に伴ってやがてスラリー状態となり、荷揚げ障害に至るという問題があった。

このような問題に対し、従来、特許文献１および２に開示されているような方法、即ち、湧水が発生しているときは、一旦、その湧水を排水設備（吸引機）によって汲み揚げた後、荷揚げを再開するという方法などが提案されてきた。

特開昭６０−２０４５２６号公報 実公昭５０−１３３３９号公報 特開昭６１−６０７８４号公報 特開昭６１−１６４６５８号公報

しかしながら、特許文献１および２で提案している汲み出し排水方法は、湧水を汲み揚げるために、船舶を排水（汲み揚げ）設備のある場所までその都度移動させるか、あるいは、排水（汲み揚げ）設備自体を移動させて船倉内から汲み揚げるなどの必要があり、作業時間が長くなるという問題があった。

とりわけ、湧水というのは、荷揚げ途中のグラブバケットによる掴み取り後に生ずる窪みに生じることから、上記のような汲み出し排水方法では、湧水の汲み揚げ作業をたびたび繰り返す必要があって、荷揚げ作業の中断、再開を繰り返すことで、作業効率が大幅に低下するという問題があった。

特に、近年では、鉱石や石炭は劣悪なもの、例えば、高水分含有率のものが多くを占めるようになり、こうした問題がより顕在化している。
また、荷揚げする鉱石や石炭の水分含有率が高いと、バラ物は、湧水発生の前から流動しやすくなっていて、荷揚げ時のベルトコンベアによる搬送に支障をきたすようになり、搬送のトラブルのほかに、ベルトコンベア設備の保全上の問題も多発していた。

さらに、特許文献１および２で提案している従来技術は、湧水のみを汲み揚げることを想定しているが、グラブバケットによる掴み取り後に生じる窪み部分には、粒径の大きいバラ物から分離した粒径の小さい粉体が流入して、多くは泥状（スラリー）化していることが多い。このようなスラリー状の液体を汲み揚げる場合、従来の排水設備では汲み揚げが困難であって、湧水が発生するごとの作業能率はさらに落ちるが、そのまま荷揚げした場合には、前述したように、荷揚げしたバラ物が流動性に富んでいるため、ベルトコンベア上から流出しやすく、これもまた、荷揚げ障害を生じさせることとなる。

これらの問題に対し、発明者は、特許文献３および４で提案されている含水率低減方法に着目し、検討を重ねた。しかしながら、上記特許文献３および４に記載された方法では、固体である吸水性樹脂を使用するために、荷揚げ時のバラ物と均一に接触させることが難しいという問題と、吸水性樹脂は水分を含むと膨潤するためにベルトコンベアから落下しやすいという問題があることが分かった。また、吸水性樹脂は、最終的にバラ物と分離する必要があることから、含水バラ物の荷揚げの際に利用することは、極めて困難であった。

本発明は、上記した現状に鑑み開発されたもので、含水バラ物の荷揚げの際に不可避的に発生するスラリー状の湧水によるベルトコンベア上の荷揚げ障害を解消するための、含水バラ物の荷揚げ処理方法を提案することを目的とする。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．鉱石や石炭を含む含水バラ物を、橋形クレーンやアンローダのグラブバケットを用いて貨物船からベルトコンベア上に荷揚げするに当たり、粉体が懸濁した懸濁湧水が発生して含水バラ物に含有し、含水バラ物の含水率が上昇した場合に、
上記含水バラ物に対し、上記ベルトコンベア上または上記橋形クレーンやアンローダ機中のホッパー内で、高分子凝集剤を主成分とした薬剤を薬液としてシャワー状に散布またはミスト状に噴霧して、含水バラ物と懸濁湧水の凝集物とした後、該凝集物を、ベルトコンベアで搬送する含水バラ物の荷揚げ処理方法。

２．前記薬液の添加量は、バラ物の含水量に対して０．１〜１ｍａｓｓ％の範囲とする前記１に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。

３．前記薬液の添加量を、バラ物の含水量に対して、さらに、０．１５〜０．４ｍａｓｓ％の範囲とする前記１または２に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。

４．前記含水バラ物の凝集物中のバラ物、湧水および薬剤を、さらに、ベルトコンベアジャンクション部位の落差部分で混ぜる前記１〜３のいずれか１に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。

５．前記ベルトコンベア上での薬剤の添加を、散布する形式で行うと共に、散布後のベルトコンベア上に達した上記薬剤を、前記ベルトコンベアジャンクション部位の落差部分で、再び、前記含水バラ物の凝集物に混ぜる前記４に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。

６．前記ベルトコンベア上での薬剤の添加を、ミストの形式で噴霧すると共に、噴霧後のベルトコンベア上に達した上記薬剤を、前記ベルトコンベアジャンクション部位の落差部分で、再び、前記含水バラ物の凝集物に混ぜる前記４に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。

７．前記含水バラ物の含水率を23mass％以下に制御して行う前記１〜６のいずれか１に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。

８．前記含水バラ物の含水率の制御を高分子吸水剤の添加で行う前記７に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。

本発明によれば、貨物船の船倉内で、荷場げの途中に、粉体が懸濁した懸濁湧水が発生してバラ物に含有し、バラ物の含水率が上昇した場合でも、バラ物や、湧水由来の含有水がベルトコンベアから溢れることなく搬送可能となり、懸濁湧水の汲み揚げ作業を行なう必要がなくなる。そのため、従来のように荷揚げ作業を中断させる必要がなく、連続的な荷揚げ作業を行なうことができるので、荷揚げ効率が向上する。

貨物船内バラ物をアンローダのグラブバケットを使って荷揚げする様子を示す説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は、懸濁湧水に高分子凝集剤を添加した時の作用を説明する概念図である。 荷揚げバラ物に薬液（高分子凝集剤含有）をミスト噴霧したときの状態を示す概念図である。 荷揚げバラ物に薬液（高分子凝集剤含有）をシャワー状態で散布したときの状億を示す概念図である。 荷揚げバラ物に薬液（高分子凝集剤含有）をミスト噴霧するとき、薬液付着を促進する噴霧法を示す概念図である。 鉱石専用船と荷揚げ後のベルトコンベアによる搬送ルートを示す図である。 各実験条件（テストｉ〜ｉｉｉ）により得られたカラジャス鉄鉱石の積み山の様子を示した図である。 各実験条件（テストｉｖ〜ｖｉｉ）により得られたカラジャス鉄鉱石の積み山の様子を示した図である。 ベルトコンベアのリターン側、およびベルトコンベアの端部位置におけるジャンクション部、の撮影箇所を示した図である。

以下、本発明を具体的に説明する。
一般に、図１に示すように、貨物船の船倉（荷室）１に収容されている含水バラ物２（以下、単に「バラ物」とも言う）と呼ばれている鉱石や石炭（以下、「鉱石類」とも言う）を、橋形クレーンやアンローダ５、または、連続式アンローダのバケットを使って荷揚げする際、鉱石類堆積層の下層部分には湧水からなる水溜りが発生する。そして、荷揚げ作業が進み、荷揚げ作業が鉱石類堆積層の中層から下層部分に達すると、含水バラ物堆積層の一部には窪み４が生じる。その窪み４内に、主に礫状の鉱石類から分離した粉体が分散して懸濁した懸濁湧水３が溜まることが知られている。なお、図中、１は船倉、２は含水バラ物、３は懸濁湧水、４は窪み、５はアンローダ、６はグラブバケットである。

船倉１内の含水バラ物２の堆積層に発生する懸濁湧水３は、荷揚げが進むと共に、次第にスラリー化して、アンローダ５のグラブバケット６などでの荷揚げが困難になる。というのは、一旦、スラリー化したものは、たとえグラブバケット６で掴み得たとしても、アンローダ機内のホッパー（図示省略）やベルトコンベア部分（図示省略）で流出してしまい、アンローダの運転を継続できなくなるからである。特に、船倉１の底部では、懸濁湧水がスラリー化することが多く、荷揚げ作業をしばしば中断して、排水作業をしなければならない。

そこで、本発明では、バラ物の含水率が高く、荷役能率が悪化する時、アンローダ機（連続式アンローダ機含む）内のホッパー内に装入されたバラ物、またはベルトコンベア上に荷揚げされたバラ物に対して、高分子凝集剤を添加して粒子の凝結・凝集を起こさせて粒状化させる、すなわち凝集物とすることで、湧水をバラ物とともに搬送することを可能とし、荷揚げ作業の中断を防止し、荷揚げ効率の向上を図るようにした。即ち、本発明に従えば、鉱石類等の含水バラ物２と共に懸濁湧水３を、正確にはその懸濁湧水３の構成成分を、固体状態（凝集物）にして、ベルトコンベアによる搬送を可能とするのである。
なお、本発明における含水率（量）は、バラ物の質量に対する水分量の比率である。

〔搬送可能となる原理〕
図２（ａ）および（ｂ）は、粉体：Ｐを含む懸濁湧水に含まれる水：Ｗｍと、それに添加される高分子凝集剤：Ａを示すものである。このＡがＰ＋Ｗｍに添加されると、図２（ｃ）に示すように、ＷｍとＰの一部が、高分子凝集剤：Ａにおける分子鎖の枝状に広がったポリマー：Ｂに絡め捕られるようにして凝結し、図２（ｄ）に示すような粒径の小さい凝結粒子７の幾つかを形成する。その後、混合（ジャンクション部位での落下混合を含む）と共に、その凝結粒子７の複数個が、やがて凝集（集合）して、図２（ｅ）に示すような粒径の大きな凝集粒子８へと成長する。従って、本発明における含水バラ物の凝集物とは、上記した凝集粒子と凝結粒子とが任意の比率（いずれかが１００％であっても良い）で構成されているものである。なお、本発明における％表示は、特に断らない限り、ｍａｓｓ％を意味する。

図２（ｅ）に示したような段階になると、Ｗｍは固化した状態となって、バラ物に付着する付着状態となる。かかる状態となることにより、バラ物は、ベルトコンベアでの搬送が容易となって、懸濁湧水自体もバラ物と共に、ベルトコンベアから溢流することなく搬送することができ、もって、原料ヤードなどへのバラ物の送給がトラブル無くできるようになるのである。
また、本発明における薬液を構成する成分は、Ｎ，Ｃ，Ｈといった、次工程の焼結機での焼成の際に燃え、製品中に残らないものなので、薬液分離の必要が要らない。従って、本発明は、薬液分離の工程がいらないというメリットを有している。

さらに、上述したように、水や、バラ物の溢流が生じると、ベルトコンベア背面に生じる付着水や、付着粉により、バラ物等の搬送に支障が出る他、コンベアロールおよび駆動系に、付着水や、付着粉に起因する故障が発生するが、本発明では、水やバラ物が、ベルトコンベアから溢流することがないため、高含水率のバラ物搬送時であっても、これらの問題が効果的に防止できるのである。

ここに、図３は、ベルトコンベア上に荷揚げされたバラ物に対し、ミスト状態で均一に表面に噴霧した場合の説明図である。この場合、バラ物およびＷｍの混在物の表面しか高分子凝集剤の付着がないものの、数％程度の含水率のバラ物であれば、十分に実施可能な形態の一例である。

加えて、本発明の好ましい実施形態としては、懸濁湧水の発生前から生じる高含水率の含水バラ物の荷揚げ、および、懸濁湧水の発生、並びにその後も続く高含水率バラ物の荷揚げに際し、高含水率バラ物に対しての高分子凝集剤の添加を、散布する形式で行うと共に、散布することによりベルトコンベア上に達した高分子凝集剤を、ベルトコンベアジャンクション部位の落差部分で、落下するバラ物や湧水上に排出（再散布）する、という形態も挙げられる。かかる形態とすることで、前述の凝結作用（擬似粒子化したものを含んでも良い）および凝集作用を促進して、荷揚げ作業が一層効率化するからである。

具体的には、図４に示すように、高分子凝集剤を主成分とした薬剤をそのまま薬液としてシャワー状に散布する形式であって、シャワー状で供給した高分子凝集剤は、バラ物の表面に付着するほか、バラ物を通過してベルトコンベア表面に達するように散布する。かかる状態として散布することにより、バラ物の幅方向において、たとえ散布時において高分子凝集剤の付着に不均一さが生じていたとしても、ベルトコンベアジャンクション（落ち口）に搬送されたときには、ベルト表面に残る高分子凝集剤が、落下したバラ物や湧水と再び混在することになって、ミスト状態で供給した状態に比べて、高分子凝集剤とバラ物や、湧水との混合が進み、バラ物や、湧水、高分子凝集剤を混ぜて凝集物とする作用が促進されるのである。

さらに、図５は、他の噴霧要領を示している。すなわち、バラ物の表面に、高分子凝集剤のミストを噴霧し付着させるだけでなく、ベルトコンベアジャンクション部分において、その上流側では背面（裏面）となっていた側に、高分子凝集剤を主成分とした薬剤をそのまま薬液としたミストを噴霧し、さらにその表面にも高分子凝集剤を主成分とした薬剤を薬液としたミストを噴霧した例である。かかる噴霧方式を採用することで、高分子凝集剤は、バラ物、湧水と効果的に混在することになって、ミスト状態で供給しても、高分子凝集剤との混合が進んで、バラ物、湧水および高分子凝集剤の凝集作用を促進する作用を生じさせることができるのである。

〔高分子凝集剤〕
本発明では、高分子凝集剤を主成分とした薬剤を薬液として使用する。あるいは薬剤が固体状であれば、溶液に分散させ薬液として使用する。
また、上記高分子凝集剤としては、高分子のもつ静電気力または水素結合によって、粉体に吸着活性を生じて粉体間架橋作用を起すもので、固粒化構造を形成して凝結粒子（凝集物）を形成させる効果を有するものであれば、いずれも使用可能である。例えば、粉末、頼粒状または液状の有機系凝集剤である、ポリアクリルアミド系（アルリルアミドとアクリル酸ナトリウムを共重合したもの）、ポリビニルアミジン系、両性高分子系の凝集剤などは、凝結作用のみならず、凝集作用を発揮するので好ましい。なお、公知の無機系凝集剤をさらに混ぜて併用することとしてもよい。
さらに、上記高分子凝集剤として、アクリル酸カチオンポリマー、アクリルアミド系カチオンポリマー、メタクリル酸系ポリマー、メタクリル酸アミノエステルカチオンポリマー、アミジンポリマー、アニオン性Ｗ／Ｏ型エマルジョンポリマーなどを使用することもできる。

本発明において、高分子凝集剤が主成分であるとは、一般に、凝集効果があると認められている量以上の高分子凝集剤を含有している薬剤を指し、通常は高分子凝集剤４０％程度以上の含有量の薬剤である。勿論、高分子凝集剤：１００％のものを、そのまま薬剤として用いても構わない。
なお、薬剤が固体状、または薄めて使用する場合、溶液は、水、有機溶媒が挙げられ、溶質は、Ｃ，Ｈ，Ｎ，Ｏの重合体、溶媒は、炭化水素系溶媒（Ｃ，Ｈ，Ｏのみ）が挙げられる。

さらに、本発明における薬液の添加量は、バラ物の含水量に対して０．１〜１％程度含まれていることが好ましい。
というのは、上記範囲を満足すると、後述する試験結果からも確認されたことであるが、過水分による流動性が低下すると共に、凝集剤を過剰に投与した際の粘着性が発現しないためである。
なお、上記添加量は、バラ物の含水量に対して０．１５〜０．４％程度含まれていることがより好ましい。また、本発明において、薬液の添加比率（量）は、上述したようにバラ物の含水量に対する比率である。
ここに、薬液の添加速度は、特に限定はなく、設備等によって適宜設定すればよいが、一例としては、２〜１０（Ｌ／ｍｉｎ）程度が挙げられる。

次に、本発明の作用効果を確認するために、図６に示す搬送ルートを用いて行なった実験について説明する。
この実験は、含水率：９．６％のブラジル産カラジャス鉄鉱石を７００ｔ使用し、また荷揚げ手段としてアンローダを用いた。
通常の鉱石は、保水性があるが、カラジャス鉄鉱石は保水性が少なく、含水率：８．０％程度で、懸濁湧水の発生が懸念され、荷揚げに支障をきたす鉱石である。

テスト１の実験条件を表１に示す。実験は、上記含水率：９．６％のカラジャス鉄鉱石を各１００ｔずつ用い、薬液の添加方法、鉱石の搬送量、薬液添加速度及び濃度をそれぞれ変化させたものである。なお、表中、流れ時間とは、薬剤を添加していた時間のことである。
なお、薬剤中の高分子凝集剤は、高分子ポリマーであって、アクリル酸カチオンポリマーやアクリルアミド系カチオンポリマー、メタクリル酸系ポリマー、メタクリル酸アミノエステルカチオンポリマー、アミジンポリマー、アニオン性Ｗ／Ｏ型エマルジョンポリマー等であり、薬剤をそのまま薬液として使用した。

鉱石専用船からの荷揚げは、アンローダに付属のグラブバケットを用いる荷揚げ方式とし、岸壁に沿って走行する第１ベルトコンベアの後の、第２ベルトコンベア（ＯＲ−６２）部分を、実験のための薬液添加位置とした。図中、破線の四角で囲まれた位置ａ〜ｆは、それぞれベルトコンベアジャンクション部分を示す。したがって、本実験では、ベルトコンベアジャンクション部位は、第２ベルトコンベア（ＯＲ−６２）末端ｂ、第３ベルトコンベア（ＯＲ−６３Ｓ）末端ｃ、第４ベルトコンベア（ＯＲ−７４Ｒ）末端ｄ、第５ベルトコンベア（ＯＲ−７５）末端ｅ、および、第６ベルトコンベア（ＯＲ−２４）末端ｆの計５ケ所である。第１ベルトコンベア（ＯＲ−６１）は、グラブバケット荷揚げの筆頭となるベルトコンベアである。
なお、実機では、第１ベルトコンベアを薬液添加位置とすることもできる。

実験結果を、図７および表１で説明する。
前記鉱石専用船からの荷揚げの過程で、各１００ｔずつの鉱石を用い、上記表１に示した実験条件により得られたカラジャス鉄鉱石の積み山を、図７に写真にて示す。高分子凝集剤を使用しない実験１（テストｉ）のケースでは、積み山裾野に、バラ物の流れ出した部分が観察された。このように流れ出した部分は、バラ物がベルトコンベアで搬送される際には、ベルトに付着し、またベルトから溢流し、前述したように、ベルトコンベア背面に付着して搬送に支障が出る他、コンベアロールや、駆動系に付着して故障の原因になると推察され、ベルトコンベアジャンクション部では、付着物の発生などによる詰り事故が予測される。

実験２（テストｉｉ）および実験５（テストｖ）のケースは、薬液をミスト状態で、０．２２％、０．３４％の比率で添加（噴霧添加）した例である。
実験２（テストｉｉ）のケースは、積み山裾野に、バラ物が流れ出した部分は観察されなかったが、ベルト付着物の発生が確認された。これは、ミスト添加に伴う、バラ物と湧水に対する、高分子凝集剤の混合量不足と推察される。

一方、実験５（テストｖ）のケース、すなわち薬液の添加比率を増加させた例では、積み山の裾野部分に、粉体の塊（ダマ）が観察され、ベルト付着物発生は無かったものの、ダマ発生では、ベルトコンベア上からの落下を生じると予想された。粉体の塊（ダマ）発生は、高分子凝集剤の混合ムラと考えられ、薬液量の多い部分に発生したものと考えられる。
なお、上記予想の根拠は、ベルトコンベア上に鉱石が乗っていない状態で薬液を添加してしまった際に、ベルトのテール（反転部）のクリーナー部で粘性の高い薬剤がベルト下部に堆積するという現象が起きたからである。

実験３（テストｉｉｉ），４（テストｉｖ），６（テストｖｉ）および７（テストｖｉｉ）のケースは、薬液の添加方式の差異であって、ミスト噴霧方式とストレート散布方式との差異を明らかにするために行ったもので、薬液を、それぞれ、０．１９％、０．２４％、０．３６％および０．１７％の比率で添加し、ベルトコンベア上の荷揚げされたバラ物に対しストレート散布方式、すなわち上方からシャワー状で散布する形式として添加した実験である。

上記実験の結果、ストレート方式では、ミスト（噴霧添加）と比べて、少ない添加量で有利な効果が認められ、ベルト付着物発生は観察されなかった。また、薬液を高比率で添加した実験４および６のケース（添加比率はそれぞれ０．２４％と０．３６％）において、積み山裾野部分に小さなダマが観察されたものの、ベルトコンベア上からの落下を生じる支障はないと予想される程度であった。
なお、上記予想根拠は、手で実際にダマに触ってみた際に表面に粘着性がなかったためである。

以上の結果は、前掲図３で説明したように、高分子凝集剤を、ミスト状態で、バラ物表面に均一に噴霧した場合は、バラ物およびＷｍの混在物の表面にしか、高分子凝集剤の付着は生じない。そして、バラ物およびＷｍが、このような状態でベルトコンベアジャンクション（落ち口）に搬送されたとしても、前記表面にしか高分子凝集剤の付着がないバラ物は、高分子凝集剤による付着が促進されることは無く、バラ物およびＷｍは分離した状態のまま、その後も搬送されてしまう。したがって、ベルトコンベアからの溢流により種々の支障（評価：△または×）をきたすことになる。

なお、上記実験において、表１中の○、△、×の評価基準は、以下のとおりである。
○：全体が改質済みかつダマなしで表面にべたつきなし
△：全体が改質済みだが、一部に薬剤過多によるべたつき箇所（ダマ）有り
×：改質出来ている場所と出来ていない場所がある上に薬剤過多の場所も有り（ダマ）

また、ストレート散布形式（図４参照）を採用した場合、高分子凝集剤は、図４に示したように、バラ物を通過してベルトコンベア表面に達している。そのため、たとえ、散布時に、バラ物表面の高分子凝集剤の付着量に不均一さが生じていたとしても、ベルトコンベアジャンクション（落ち口）に搬送されたときに、ベルト表面に残った高分子凝集剤が、落下したバラ物や、湧水と再び混在することになって、ミスト状態で供給した状態に比べて、一段と高分子凝集剤の混合が進むこととなり、上記評価が○となったものと推察される。

〔添加範囲の実験例〕
本発明に使用する高分子凝集剤を主成分とする薬剤で、以下の実験を行った。
使用した薬剤は、表２では、クリサット（登録商標、栗田工業（株）製）、表３では、ハイブリッドポリマーα（登録商標、テクニカ合同（株）製）である。いずれも土壌改良剤として提案されている薬剤である。
カラジャス鉄鉱石に水を加え、含水率を調整した後、上記薬剤を直接、そのまま薬液として加え、撹拌時間を調整しながら改質可能かどうかを判断した。

ここで、含水率：９．６％では、表１において、本発明に従う限りにおいて問題が無いことが判明しているので、本実験では、９．６％を超える含水率の場合において、表１に示した実験結果と同じ様に、荷揚げ上問題がないように改質できるか、について実験した。改質とは、ベルトコンベアで搬送可能かどうかであり、その可否を改質の判定基準とした。

表２に示したように、クリサットを薬剤としてそのまま薬液として用い、バラ物の含水率を、９．６％を超える１２％以上として、バラ物の改質の可否を確認する実験を行った。薬液の添加量は、第一実験を０．４％とした。また、薬液の添加量を上昇させ、１．０％とした第二実験も行った。

その結果、表２に示したように、バラ物の含水率が９．６％を超えた２０％の含水率であっても、バラ物の改質は可能であるが、含水率が２４％以上になると、バラ物の改質が困難になった。
ついで、薬液の添加濃度を、０．４％から１．０％として第二実験を行ったが、第一実験と同様に、バラ物の含水率が２４％以上になると、バラ物の改質が困難という結果を得た。

次に、表３に示したように、ハイブリッドポリマーαを薬剤として、そのまま薬液として用い、バラ物の含水率が、９．６％を超えた１１％以上として実験した。また、表２よりに示した結果から、バラ物の含水率が２４％以上では、バラ物の改質が困難になるという知見を得たため、含水率の試験水準のうち一つを２４％から２３％に変更した。ただし、最高含水率は、上記表２に記載した実験と同様に５４％として実験を行った。

薬液の添加濃度を、０．１％として第三実験を行った。その結果、バラ物の含水率が９．６％を超えた２０％であっても、バラ物の改質は可能であるとの結果を得た。ここで、バラ物が２３％の含水率の場合、改質に、ある問題点が生じることが判明した。というのは、バラ物がわずかながらしか固まらないという問題である。そこで、この問題を解決するために、薬液の添加濃度を、０．１％から０．２％として、再度実験を実施した。その結果、含水率が２３％の条件では、薬液濃度を上昇させることで、上記問題が解消できることを確認した。
したがって、本発明では、カラジャス鉄鉱石の荷揚げにおいて、含水率２３％以下で実施可能と判断した。

カラジャス鉄鉱石の荷揚げにおいて、懸濁湧水の生起からの含水率判定や、中性子水分計等オンラインの測定器を用いるか、オートサンプラーでサンプルを採取し、分析センターにて簡易水分測定で求めた含水率が２４％以上となる場合には、含水率の低い部分である湧水発生周囲のカラジャス鉄鉱石を、クラブバケットあるいは連続式アンローダのクラブ部分で、含水率の高い湧水発生部分に投入してから、カラジャス鉄鉱石と湧水を同時に荷揚げするなどにより、含水率を２３％以下の領域まで低下をさせることができる。また、上記含水率の制御は、高分子吸水剤（吸水性高分子ポリマー）の添加で行うこともできる。かかる手順を踏むことによって、含水率超過の問題は解消が出来るため、実操業上は有利と考える。

以上、カラジャス鉄鉱石を例に本発明を説明したが、本発明の条件に従う限り、他の鉱石類でもよく、新規な鉄鉱石の場合は、前記した実験一や二などに記載した実験対象を新規な鉄鉱石として実施することで、上記の含水率の目標値を定めることができる。

薬液添加は、カラジャス鉄鉱石を運搬船から荷揚げする際、水分過多となる含水率：９．６％以上の領域に至ったときを添加開始とした。
上記含水率：９．６％以上の領域に至る時期を確認する手段としては、カラジャス鉄鉱石を運搬船から荷揚げする際、グラブバケットで掴み取った後の窪みに発生する懸濁湧水の生起から判定することが可能である。すなわち、グラブバケットで掴み取った後に発生する懸濁湧水量と、グラブバケット容量からその水分量を推定することができる。または、カラジャス鉄鉱石を運搬船から荷揚げする際、最初の荷揚げにおいて、カラジャス鉄鉱石の水分変化を中性子水分計等オンラインの測定器か、オートサンプラーでサンプルを採取し、分析センターにて簡易水分測定で分析した水分量の変化と、グラブバケットで掴み取った後に発生する懸濁湧水量（目視で測定）との関係から、次の運搬船からの荷揚げが含水率：９．６％以上の領域に至るか否かの推定は可能である。
なお、湧水由来の含有水がベルトコンベアから溢れることを極力避けるために、安全をとるならば、含水率：９．６％以上の領域に至る時期の荷揚げから、バラ物に薬剤添加を開始すればよい。

〔実施例１〕
図６における第１ベルトコンベア上を薬剤添加位置として、以下の実験を実施した。
鉄鉱石の荷揚げで、含水率が７．９〜２３％のカラジャス鉄鉱石を、運搬船から荷揚げするに当たり、前記表２および表３に示した条件中、改質の可否が○となった条件で、薬液をそれぞれ添加した。
ここに、薬液は、クリサットＣ−３３３Ｌ，ハイブリットポリマーαとした。なお、クリサットＣ−３３３Ｌ，ハイブリットポリマーαは、共に液体である。
添加効果は、図８に示すベルトコンベアのリターン側（ｌ）およびベルトコンベア端部位置のジャンクション部の（ＩＩ）、（ＩＩＩ）および（ＩＶ）を、荷揚げが終了した後撮影して、それぞれ判定した。

判定の結果、図６中の、ａおよびｂの位置において若干の付着物生成があったほかは、ｃ位置以降（第３ベルトコンベア以降の、図８に示したリターン側（ｌ）およびベルトコンベア端部位置のジャンクション部の（ＩＩ）、（ＩＩＩ）および（ＩＶ））では付着物が生じることなく、カラジャス鉄鉱石の荷揚げができることが分った。

〔実施例２〕
図６における第１ベルトコンベアのホッパー下流のベルトコンベア上を、薬液添加位置として、以下の実験を実施した。
添加条件は実施例１と同じであり、薬液も同じ成分とした。また、添加効果の判定も実施例１と同様にした。

判定の結果、図６中の、ａ位置において若干の付着物生成があったほかは、ｂ位置以降（第２ベルトコンベア以降の、図８に示したリターン側（ｌ）およびベルトコンベア端部位置のジャンクション部の（ＩＩ）、（ＩＩＩ）および（ＩＶ））では付着物が生じることなく、カラジャス鉄鉱石の荷揚げができることが分った。

また、従来のカラジャス鉄鉱石の輸送では、前述したように、カラジャス鉄鉱石自体に水分が多く含まれていて、陸上への荷揚げに際して、湧水が多く発生していた。そのため、間欠的に懸濁湧水の除去（排水）作業を行ないつつ、鉄鉱石の荷揚げを実施していた。
ここに、湧水の発生がない時の鉄鉱石の荷揚げ効率を１００％とした時、排水作業を行なう従来の荷揚げ方法では、荷揚げ効率が６５％にまで低下していた。しかしながら、上記した実施例２では、本発明に適合する荷揚げ方法を採用することで、約９２％の荷揚げ効率を達成することができた。

なお、豪雨時に、アンローダによる荷揚げを継続し、水分過多となる鉄鉱石の荷揚げの場合も同じである。
豪雨中もアンローダのグラブバケットによる荷揚げを継続し、荷揚げ作業が進み、荷揚げ後半の下層部分に達する段階で豪雨による高水分化により湧水が観察され始めた状態にある鉄鉱石を、運搬船から荷揚げする際、アクリルアミド系高分子凝集剤を図６における第２ベルトコンベア上を、薬液添加位置として添加した。
この場合において、豪雨による湧水の発生がない時の鉄鉱石の荷揚げ効率を１００％とした時、排水作業を行なう従来の荷揚げ方法では、湧水発生後は、荷揚げ効率が６５％にまで低下した。しかしながら、本発明に適合する荷揚げ方法を採用することで、豪雨による湧水の発生後も、約９０％の荷揚げ効率を維持することができた。

本発明の上述したバラ物の荷揚げ技術は、例示した含水鉱石や石炭の他、砂利、砂、穀物等のバラ物の荷揚げ作業にも適用が可能である。

１ 船倉
２ バラ物
３ 懸濁湧水
４ 窪み
５ アンローダ
６ グラブバケット
７ 小さい凝結粒子
８ 大きい凝集粒子
Ａ 高分子凝集剤
Ｂ ポリマー
Ｐ 粉体
Ｗｍ 水

Claims (8)

1. 鉱石や石炭を含む含水バラ物を、橋形クレーンやアンローダのグラブバケットを用いて、貨物船からベルトコンベア上に荷揚げするに当たり、粉体が懸濁した懸濁湧水が発生して含水バラ物に含有し、含水バラ物の含水率が上昇した場合に、
   上記含水バラ物に対し、上記ベルトコンベア上または上記橋形クレーンやアンローダ機中のホッパー内で、高分子凝集剤を主成分とした薬剤を薬液としてシャワー状に散布またはミスト状に噴霧して、含水バラ物と懸濁湧水の凝集物とした後、該凝集物を、ベルトコンベアで搬送する含水バラ物の荷揚げ処理方法。
2. 前記薬液の添加量は、バラ物の含水量に対して0.1〜１mass％の範囲とする請求項１記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。
3. 前記薬液の添加量を、バラ物の含水量に対して、さらに、0.15〜0.4mass％の範囲とする請求項１または２に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。
4. 前記含水バラ物の凝集物中のバラ物、湧水および薬剤を、さらに、ベルトコンベアジャンクション部位の落差部分で混ぜる請求項１〜３のいずれか１に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。
5. 前記ベルトコンベア上での薬剤の添加を、散布する形式で行うと共に、散布後のベルトコンベア上に達した上記薬剤を、前記ベルトコンベアジャンクション部位の落差部分で、再び、前記含水バラ物の凝集物に混ぜる請求項４に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。
6. 前記ベルトコンベア上での薬剤の添加を、ミストの形式で噴霧すると共に、噴霧後のベルトコンベア上に達した上記薬剤を、前記ベルトコンベアジャンクション部位の落差部分で、再び、前記含水バラ物の凝集物に混ぜる請求項４に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。
7. 前記含水バラ物の含水率を23mass％以下に制御して行う請求項１〜６のいずれか１に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。
8. 前記含水バラ物の含水率の制御を高分子吸水剤の添加で行う請求項７に記載の含水バラ物の荷揚げ処理方法。