JP5999393B2

JP5999393B2 - 含水バラ物の荷揚げ方法

Info

Publication number: JP5999393B2
Application number: JP2015027269A
Authority: JP
Inventors: 友規衣笠
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2031-07-25
Also published as: JP2015129053A

Description

本発明は、水分を含む鉱石や石炭等のバラ物をこれらの運搬船やはしけ（艀）などから橋形クレーンやアンローダ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にな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、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）を介して汲み揚げ、その後、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

しかしながら、特許文献１、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）設備をもつ場所までその都度移動させるとか、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方法であるから、時間がかか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発現することから、上記のような湧水の汲み揚げ作業をたびたび繰り返さなければならず、荷揚げ作業の中断、再開の繰り返しを招いて、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。

さらに、特許文献１、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く、この場合、従来の揚水機では汲み揚げが困難で、決定的な荷揚げの作業障害となっていた。

そこで、本発明の目的は、含水バラ物の荷揚げの際に不可避に発生する湧水ならびに懸濁湧水の効果的な処理方法を提案することにある。

従来技術が抱えている上述した問題を克服することができ、かつ上記目的を達成する上で有効な解決手段として、本発明は、鉱石や石炭の如き含水バラ物を貨物船から橋形クレーンやアンローダのグラブバケットを使って荷揚げするに当たり、荷揚げ作業時にバラ物堆積層に形成される窪み内に発生した湧水と粉体とが懸濁した状態となった懸濁湧水が生成した場合に、その懸濁湧水に対して高分子凝集剤を該懸濁湧水量の０．４〜１．０ｍａｓｓ％程度添加して該粉体の凝結、凝集を導くことで、該高分子凝集剤とともに該懸濁湧水を粒状化させてから、バラ物とともに荷揚げを行なうことを特徴とする含水バラ物の荷揚げ方法を提案する。

前記ような構成を有する本発明方法を採用すれば、貨物船の船倉内で荷揚げの途中に懸濁湧水が発生した場合でも、高分子凝集剤を添加して該懸濁湧水発生部位の凝結、凝集を促進させて粒状化したものを得て、バラ物とともに荷揚げするようにしたため、懸濁湧水のみ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、荷揚げ効率が著しく向上する。

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。懸濁湧水に高分子凝集剤添加した時の作用を説明する概念図である。実験容器の略線図である。本発明方法に従う荷揚げ方法の説明図である。

一般に、貨物船の船倉（荷室）１に収容されているバラ物２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を使って荷揚げする際、図１に示すように、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。その荷揚げ作業が進み、中層〜下層部分に達すると、バラ物堆積層の一部には窪み４が生じ、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懸濁した状態の懸濁湧水となって溜まることが知られている。

船倉内のバラ物堆積層に前記懸濁湧水が発生すると、荷揚げが進むと共に次第にスラリー化して、アンローダのグラブバケット５などでの荷揚げが困難になる。一旦、スラリー化したものは、たとえグラブバケット５で掴み得たとしても、アンローダ機内の図示を省略したホッパーやベルトコンベア部分で流出してしまい、アンローダの運転を継続できなくなる。特に、船倉１の底部ではこのような状態になることが多く、荷揚げ作業をしばしば中断しなければならない。

そこで本発明では、前記懸濁湧水が発生したとき、前記窪み４内の懸濁湧水に対し、水溶性の高分子凝集剤を所定量添加し該懸濁湧水中の粉体を凝結、凝集させて粒状化させることで、荷揚げ効率の向上を図るようにした。即ち、本発明方法に従えば、その懸濁湧水構成成分を固体状態にして荷揚げするようにしたのである。

図２は、粉体Ｐを含む懸濁湧水Ｗｍ中に、高分子凝集剤Ａを添加した状態を示すものである。本発明方法の実施により、図２（ａ）に示す該懸濁湧水Ｗｍは、図２（ｂ）に示すように、前記粉体（Ｐ）の一部が高分子凝集剤（Ａ）の分子鎖が枝状に広がったポリマー（Ａ）に絡め捕られるようにして凝結し、まず粒径の小さい凝結粒子６の幾つかを形成する。次いで、時間の経過（荷揚げの進捗）と共に、その凝結粒子６の複数個が、やがて凝集（集合）して、図２（ｃ）に示すような粒径の大きな凝集粒子７へと成長する。

この段階になると、前記懸濁湧水Ｗｍは固化して凝結粒子６、凝集粒子７となり、グラブバケット５によって容易に掴み取ることができるようになり、バラ物２と共に荷揚げできるようになるのである。

本発明で使用する水溶性の高分子凝集剤としては、懸濁湧水にこの薬剤を添加することによって、高分子のもつ静電気力および水素結合によって粉体に吸着活性を生じ、粉体間架橋作用を起すことにより、固粒化構造を形成し、まず、凝結粒子を形成させる類のものが使用可能である。例えば、粉末、顆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。勿論、無機系凝集剤と混ぜて併用してもよい。

次に、本発明の作用効果を確認するために行なった実験について説明する。
この実験は、図３に示す鉄製容器Ｃを用い行なった。含水バラ物鉱石として水分の多いブラジル産カラジャス鉄鉱石を使用し、上記鉄製容器Ｃ中に円錐状に装入し堆積させて水を加え、次いで、その円錐状堆積層のちょうど中央部分を掴み揚げ、そこに窪みを作って水溜り（懸濁湧水相当）が発生した段階で、水溶性のポリアクリルアミド系高分子凝集剤を加えた。

この実験では、カラジャス鉄鉱石に単にポリアクリルアミド系高分子凝集剤を添加しただけでも、粉体と水分子を高分子ポリマーで絡めとる作用が生じたが、それはまだ小さく何らかの処理が必要であることが判明した。そこで、スコップによって中央窪み部分に生じた前記水溜り部分を掻き混ぜる攪拌を行なった。なお、この掻き混ぜの操作は、実機でのグラブバケットによる掴み揚げ、落下開放の繰り返し操作を模擬したものである。

この実験の結果によれば、攪拌を伴わない高分子凝集剤の添加は効果が少なく、攪拌（３０〜８０ｓｅｃ）を伴うときは、０．４〜１．０ｍａｓｓ％に相当する量の高分子凝集剤（濃度０．４〜１．０ｍａｓｓ％）を添加した場合によい効果が現れた。

実際に、図４（ａ）に示す状態を示している鉄鉱石の荷揚げにおいて、水分値が７．９ｍａｓｓ％〜２４．７ｍａｓｓ％のカラジャス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懸濁湧水量に対し、０．６ｍａｓｓ％に相当する薬液濃度になるような量を添加した。この懸濁湧水の量に対する高分子凝集剤の量は、懸濁湧水がグラブバケットで掴み取った後に発生するため、グラブバケット容量から推定し、添加すべき高分子凝集剤の量を決定するという方法で行なった。

次に、船倉内の鉱石堆積層に生じた窪み部分に発生した懸濁湧水に、高分子凝集剤を添加した。
その結果、懸濁湧水に高分子凝集剤を加えてかき混ぜることによって、懸濁湧水の粉体と湧水を高分子ポリマーによって絡めとる作用が促進され、ポリマーによって凝結した粒子がさらに大きな塊（凝集粒子）を作って、荷揚げが可能になった。

特に、従来、船底に多量の湧水が残っていたが、上記の処理によって残湧水も少なくなった。以上の結果から、従来のカラジャス鉄鉱石の輸送では、カラジャス鉄鉱石自体に水分が多いため、陸上への荷揚げに際しては、湧水が多く発生するため、間欠的に懸濁湧水の除去（排水）作業を行ないつつ実施していたものが、本発明に適合する上記の荷揚げ方法を採用すると、湧水の発生がない時の効率を１００％とした時、排水作業を行なう荷揚げでは、６５％の効率しか出せなかったものが、約９２％の効率を達成することができた。

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湧水
４窪み
５グラブバケット
６小さい凝結粒子
７大きい凝集粒子
Ａ高分子凝集剤
Ｃ鉄製容器
Ｐ粉体
Ｗｍ懸濁湧水

Claims

鉱石や石炭の如き含水バラ物を貨物船から橋形クレーンやアンローダのグラブバケットを使って荷揚げするに当たり、荷揚げ作業時にバラ物堆積層に形成される窪み内に発生した湧水と粉体とが懸濁した状態となった懸濁湧水が生成した場合に、その懸濁湧水に対して高分子凝集剤を該懸濁湧水量の０．４〜１．０ｍａｓｓ％程度添加して該粉体の凝結、凝集を導くことで、該高分子凝集剤とともに該懸濁湧水を粒状化させてから、バラ物とともに荷揚げを行なうことを特徴とする含水バラ物の荷揚げ方法。