JP6233052B2 - ベントナイト混合土製造装置およびベントナイト混合土製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ベントナイト混合土製造装置およびベントナイト混合土製造方法に関するものである。

廃棄物処分施設等における遮水構造には、長期間に亘り優れた遮水性能を発揮するベントナイト混合土が材料として用いられている。こうしたベントナイト混合土は、ベントナイトと骨材を水と共にミキサーで混合して生成し、含水比およびベントナイト混合率ともに所望の品質とすることが必要である。一方、ベントナイトは吸水性を備えた小粒径の粉粒体であり、混合、搬送といった各種取り扱いには相応の配慮が必要となる。こうした粉粒体の供給や搬送等に関する従来技術としては、以下のような技術が提案されている。

すなわち、粉粒材の移送路で粉粒材を均し、圧縮するローラを備えた第１振動フィーダと、この第１振動フィーダから排出された粉粒体を篩にかけるスクリーンを張設した第２振動フィーダとを備えた粉粒材の供給装置（特許文献１）が提案されている。

特開平９−１６９４２６号公報

しかしながら、上述の従来技術とは異なり、ベントナイト混合土の生成に際しては、加水について特に考慮すべき事象が生じる。すなわち、加水がベントナイトに直接行われた場合、高い吸水性故に水を急速に吸収したベントナイトが膨潤し、ダマを多く発生させる事象である。ダマとなったベントナイトと骨材とを混合しても、両者の均質な混じり合いを図ることは難しく、安定した品質のべントナイト混合土を製造することは困難であった。

一方、こうしたダマの発生を抑止すべく、加水前のベントナイト表面を、混合対象たる骨材にて覆う技術思想があるが、その骨材は、ベントナイトとの混合前に自身が含む水分により既に塊状となっている場合も多く、ベントナイト表面へ塊状の骨材が断続的に供給されてしまう恐れがある。そのため、ベントナイト表面において骨材で被覆されない箇所も生じやすく、上述した加水に伴うダマの発生を効果的に防止することは困難であった。

そこで本発明は、ベントナイトへの直接の加水を回避し、安定した品質のべントナイト混合土の製造を可能とする技術の提供を目的とする。

上記課題を解決するベントナイト混合土製造装置は、ベルトコンベア上にベントナイトを連続的に供給するベントナイト供給部と、前記ベルトコンベアで搬送中のベントナイトの表面に向け、骨材を連続的に供給する骨材供給部と、前記骨材供給部よりベントナイト表面に向け供給される骨材を、複数の棒材で受けつつ振動し、前記棒材間の隙間からベントナイト表面に落下させる櫛状体と、前記ベルトコンベアで搬送中の前記ベントナイトを覆う前記骨材に向けて散水を行う散水部と、前記散水後、前記骨材と前記ベントナイトとを混合する混合部と、を含むことを特徴とする。

これによれば、元々備える水分で塊状となりがちな砂等の骨材を、振動する櫛状体で一旦受け止め、この櫛状体における棒材間を通過させて適宜ばらけた状態となした上で、ベントナイト表面に均一に振りかけることが可能となる。その場合、搬送中のベントナイトの表面は、ばらけた状態の骨材で均一に覆われた状態となるため、散水部による散水が骨材下のベントナイトに達し、これが加水されるといった事態を回避出来る。従って、従来のような、加水によるベントナイトでのダマ形成を回避し、均質な粉粒体の性状を維持したベントナイトと、散水によって適宜な含水比となった骨材とを混合し、含水比およびベントナイト混合率ともに所望の品質となったベントナイト混合土を生成することが出来る。こうして、ベントナイトへの直接の加水を回避し、安定した品質のべントナイト混合土の製造が可能となる。

なお、上述のベントナイト混合土製造装置において、前記櫛状体における前記棒材は、その一端が所定の支持箇所に固定された固定端で、他端が前記骨材供給部での前記骨材の供給箇所に向けて延びる自由端であり、各棒材間で所定間隔を持って略平行に配置されたものである、としてもよい。

これによれば、先端（上述の他端）が自由端である各棒材は、適宜な振動手段による加振を受けて効率良く振動し、櫛状体における棒材間の隙間を介した骨材のふるい落とし動作を確実なものと出来る。また、棒材先端が自由端であり、上述の骨材の供給箇所からの骨材受け入れを阻害する棒材横断方向の架材なども無く、骨材の円滑な受け入れが可能である。

また、上述のベントナイト混合土製造装置において、前記櫛状体における前記棒材は、隣接する棒材間で前記他端の上下方向の位置が異なるものである、としてもよい。

これによれば、櫛状体における各棒材が振動する際、棒材上や棒材各間の骨材に伝達される振動が棒材毎に異なる状況が生じやすく、櫛状体における棒材間の隙間を介した骨材のふるい落とし動作を更に効率的で確実なものと出来る。

また、上述のベントナイト混合土製造装置において、前記櫛状体と前記ベルトコンベアとの間に網状体を更に備えるとしてもよい。

これによれば、櫛状体からふるい落とされた骨材を、更に網状体で受け止めてふるい落とす動作が可能となり、更に確実にばらけた状態となった骨材を、ベントナイト表面に均一に振りかけることが可能となる。従って、上述したダマ形成を更に確実に回避し、所望品質のベントナイト混合土を効率良く生成することが出来る。

また、本発明のベントナイト混合土製造方法は、ベルトコンベア上にベントナイトを連続的に供給する工程と、前記ベルトコンベア上で搬送中の前記ベントナイトの表面に向けて骨材を連続的に供給する工程と、前記ベントナイト表面に向け供給される骨材を、複数の棒材で受けつつ振動し、前記棒材間の隙間からベントナイト表面に落下させる工程と、前記ベルトコンベアで搬送中の前記ベントナイトを覆う前記骨材に向けて散水を行う工程と、前記散水後、前記骨材と当該骨材に覆われた前記ベントナイトとを混合する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ベントナイトへの直接の加水を回避し、安定した品質のべントナイト混合土の製造が可能となる。

本実施形態のベントナイト混合土製造装置の全体構成例を示す図である。 本実施形態のベントナイト混合土製造装置の稼働例を示す説明図である。 本実施形態の櫛状体の稼働例を示す説明図である。 本実施形態における櫛状体及び網状体の構成例を示す平面図である。 本実施形態における櫛状体及び網状体の構成例を示す正面図である。 本実施形態における櫛状体及び網状体の構成例を示す側面図である。

以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本実施形態のベントナイト混合土製造装置１の全体構成例を示す図である。また、図２は本実施形態のベントナイト混合土製造装置１の稼働例を示す説明図であり、図３は本実施形態の櫛状体の稼働例を示す説明図である。

本実施形態におけるベントナイト混合土製造装置１は、ベントナイトへの直接の加水を回避し、安定した品質のべントナイト混合土の製造を可能とする装置となる。図１にて例示するベントナイト混合土製造装置１は、ベントナイト供給部７、骨材供給部１１、櫛状体１２、網状体１８、散水部２１、および混合部２２を含む装置である。このうちベントナイト供給部７は、ベントナイト３を貯留するベントナイトホッパ４と、このベントナイトホッパ４の下端から第１のベルトコンベア２Ａに向け、所定量のベントナイト３を一定速度で継続的に放出するスクリューフィーダ５を備えている。

このスクリューフィーダ５から第１のベルトコンベア２Ａ上に放出されたベントナイト３は、スクリューフィーダ５より下流位置にあるスクレーパ６で表面が平坦になるよう整形されつつ、第１のベルトコンベア２Ａの搬送動作に応じて下流端２Ｃに向け移動することになる。

また、骨材供給部１１は、砂等の骨材８を貯留する骨材ホッパ９と、この骨材ホッパ９下部の供給口９Ａ（図２、３）から放出される所定量の骨材８を一旦受けて、上述の第１のベルトコンベア２Ａで搬送中のベントナイト３の表面３Ａに向け、一定速度で継続的に供給するベルトフィーダ１０を備えている。

この骨材供給部１１において、ベルトフィーダ１０から、第１のベルトコンベア２Ａ上のベントナイト表面３Ａに向け供給される骨材８は、ベルトフィーダ１０の端部１０Ａから落下する過程で、上述の櫛状体１２を通過する。櫛状体１２は、回転駆動するベルトフィーダ１０上を流れる骨材８を、複数の棒材１３（図２、３）で受けつつバイブレータ１７により振動し、棒材１３間の隙間１６から第１のベルトコンベア２Ａ上のベントナイト表面３Ａに落下させる。

骨材ホッパ９に貯留されている時点の骨材８は、自身が備える水分で或る程度の塊状となっている場合が多く、図５にて示すように、骨材ホッパ９の供給口９Ａからベルトフィーダ１０に放出された時点でもやはり塊状となっている状況がある。しかしながらこうした塊状の骨材８も、振動する櫛状体１２の棒材１３間を通過させることで適宜ばらけた状態となり、ベントナイト表面３Ａに均一に振りかけられることになる。このようにばらけた状態の骨材８が供給されるベントナイト表面３Ａは、上述のスクレーパ６で整形され平面となっており、櫛状体１２を経て落下してきた骨材８を均一に受け止めて、ベントナイト３と骨材８とで界面が整った２層を成す。

ここで、本実施形態のベントナイト混合土製造装置１では、櫛状体１２と、第１のベルトコンベア２Ａ上のベントナイト表面３Ａとの間に、網状体１８を更に備えている。この場合、櫛状体１２からふるい落とされた骨材８は、この網状体１８で受け止められて更にふるいにかけられることになる。当該網状体１８の目開き径は、櫛状体１２における棒材１３間の隙間１６より小さいものとしてもよい。こうして、櫛状体１２単独の場合よりも、網状体１８を経て更に確実にばらけた状態となった骨材８は、ベントナイト表面３Ａに更に均一に振りかけられる。

こうした櫛状体１２および網状体１８の具体的な構成例については、図４、５にて示す。この場合、上述した櫛状体１２における棒材１３は、その一端１４が所定の支持箇所たる基部１２Ａに固定された固定端で、他端１５が骨材供給部１１での骨材８の供給箇所たるベルトフィーダ１０の端部１０Ａに向けて延びる自由端となっている。また、各棒材１３は、各間で上述の隙間１６に対応した所定間隔を持って略平行に配置された構成となっている。なお、各棒材１３は、図３や図５にて示すように、隣接する棒材１３間で、棒材先端たる他端１５の上下方向の位置が異なるとすれば好適である。

骨材ホッパ９の供給口９Ａから放出され、ベルトフィーダ１０の端部１０Ａにある骨材８は、ベルトフィーダ１０の回転駆動に伴って棒材１３の他端１５と当接し、この他端１５によってベルトフィーダ１０表面から棒材１３上および棒材間の隙間１６に掬い取られる。自由端である他端１５が骨材８に当接すると、他端１５の端面が小面積である故に、当接に伴って棒材１３から骨材８に作用する力が各他端１５の先端に集中する。こうした当接により小面積の端面に集中した力が骨材８に作用すると、塊状の骨材８は容易に突き崩され、ばらけることになる。

一方、上述の他端１５により適宜突き崩されつつ、掬い取られた骨材８は、バイブレータ１７による加振で振動する各棒材１３間の隙間１６を目指して徐々に移動し、この隙間１６を介して棒材１３下方の網状体１８に向けてふるい落とされることになる。上述のように、各棒材１３の他端１５の上下方向位置が相互に異なる場合、棒材１３上や棒材１３各間の骨材８に伝達される振動が棒材１３毎に異なる状況が生じやすく、棒材１３間の隙間１６を介した骨材８のふるい落とし動作を更に効率的で確実なものと出来る。

なお、図６にて示すように、ベルトフィーダ１０表面から棒材１３上および棒材間の隙間１６に掬い取られた骨材８が、棒材１３の他端１５付近から、櫛状体１２の基部１２Ａに向け、棒材１３上および隙間１６上で広がる状況も生じうる。このような状況が生じるとしても、所定長を有している棒材１３がバイブレータ１７による加振で振動することで、棒材１３上および隙間１６上の骨材８もまんべんなく振動し、ひいては、各棒材１３間の隙間１６を介して棒材１３下方の網状体１８に向けてふるい落とされることになる。

また、第１のベルトコンベア２Ａ上ないし骨材供給部１１は、網状体１８を通過した骨材８が、第１のベルトコンベア２Ａから外れて落下しないよう、網状体１８の外周から第１のベルトコンベア２Ａ上に骨材８の落下範囲を絞り込む誘導板９Ｂを備えているとすれば好適である。

以上のように櫛状体１２及び網状体１８により解きほぐされた骨材８は、落下してベントナイト３の表面３Ａを均一に覆う。骨材８で表面３Ａを均一に覆ったベントナイト３は、第１のベルトコンベア２Ａの搬送動作に応じて下流端２Ｃに向け更に移動することになる。第１のベルトコンベア２Ａ上の下流端２Ｃ付近には、上述の散水部２１が配置されている。散水部２１は、第１のベルトコンベア２Ａ上を搬送中のベントナイト３の表面３Ａを覆う骨材８の表面８Ａに向けて散水を行う機構であり、水１９を貯留する水タンク１９Ａと、この水タンク１９Ａからポンプ等で圧送した水１９を上述のベントナイト表面３Ａに向けて噴出させるノズル２０とを少なくとも備えている。

散水部２１のノズル２０より噴出した水１９は、ベントナイト表面３Ａを覆う骨材８の表面８Ａを濡らし、骨材８の含水比を適宜上昇させる。但し、ベントナイト表面３Ａは骨材８により均一に覆われているため、ノズル２０からの水１９がベントナイト３に直接到達して加水がなされることはない。

こうした散水部２１による骨材８への加水が実行された後、第１のベルトコンベア２Ａ上のベントナイト３は、表面３Ａを覆った加水後の骨材８と共に、上述の下流端２Ｃから落下し、連続練りミキサー２２（混合部）に供給される。連続練りミキサー２２は、例えば、複数の撹拌羽根を備えた平行２軸の回転動作により、ベントナイト３と加水後の骨材８とを練混ぜて、ベントナイト混合土２３を生成する工程を連続的に行う装置である。

上述したように、骨材８下のベントナイト３が直接的に加水される事態は回避されており、加水によるベントナイト３でのダマ形成は抑制されている。そのため、連続練りミキサー２２においては、均質な粉粒体の性状を維持したベントナイト３と、適宜な含水比となっている骨材８とを混合し、含水比およびベントナイト混合率ともに所望の品質となったベントナイト混合土２３を連続的に生成することが出来る。

連続練りミキサー２２で生成されたベントナイト混合土２３は、第２のベルトコンベア２Ｂ上に放出され、当該第２のベルトコンベア２Ｂの搬送動作に応じて、その下流端２Ｄに向けて移動する。下流端２Ｄに達したベントナイト混合土２３は、貯留槽２４に投入され、利用機会などに応じて搬出されるまで適宜貯留されることとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ベントナイトへの直接の加水を回避し、安定した品質のべントナイト混合土の連続的な製造が可能となる。

なお、本発明について、その一実施形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１ ベントナイト混合土製造装置
２ ベルトコンベア
２Ａ 第１のベルトコンベア
２Ｂ 第２のベルトコンベア
２Ｃ、２Ｄ ベルトコンベア下流端
３ ベントナイト
３Ａ ベントナイト表面
４ ベントナイトホッパ
５ スクリューフィーダ
６ スクレーパ
７ ベントナイト供給部
８ 骨材
８Ａ 骨材表面
９ 骨材ホッパ
９Ａ 供給口
９Ｂ 誘導板
１０ ベルトフィーダ
１０Ａ ベルトフィーダ端部
１１ 骨材供給部
１２ 櫛状体
１２Ａ 基部
１３ 棒材
１４ 棒材の一端
１５ 棒材の他端
１６ 隙間
１７ バイブレータ
１８ 網状体
１９ 水
１９Ａ 水タンク
２０ ノズル
２１ 散水部
２２ 連続練りミキサー（混合部）
２３ ベントナイト混合土
２４ 貯留槽

Claims (5)

1. ベルトコンベア上にベントナイトを連続的に供給するベントナイト供給部と、
   前記ベルトコンベアで搬送中のベントナイトの表面に向け、骨材を連続的に供給する骨材供給部と、
   前記骨材供給部よりベントナイト表面に向け供給される骨材を、複数の棒材で受けつつ振動し、前記棒材間の隙間からベントナイト表面に落下させる櫛状体と、
   前記ベルトコンベアで搬送中の前記ベントナイトを覆う前記骨材に向けて散水を行う散水部と、
   前記散水後、前記骨材と前記ベントナイトとを混合する混合部と、
   を含むことを特徴とするベントナイト混合土製造装置。
2. 前記櫛状体における前記棒材は、その一端が所定の支持箇所に固定された固定端で、他端が前記骨材供給部での前記骨材の供給箇所に向けて延びる自由端であり、各棒材間で所定間隔を持って略平行に配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載のベントナイト混合土製造装置。
3. 前記櫛状体における前記棒材は、隣接する棒材間で前記他端の上下方向の位置が異なるものであることを特徴とする請求項２に記載のベントナイト混合土製造装置。
4. 前記櫛状体と前記ベルトコンベアとの間に網状体を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベントナイト混合土製造装置。
5. ベルトコンベア上にベントナイトを連続的に供給する工程と、
   前記ベルトコンベア上で搬送中の前記ベントナイトの表面に向けて骨材を連続的に供給する工程と、
   前記ベントナイト表面に向け供給される骨材を、複数の棒材で受けつつ振動し、前記棒材間の隙間からベントナイト表面に落下させる工程と、
   前記ベルトコンベアで搬送中の前記ベントナイトを覆う前記骨材に向けて散水を行う工程と、
   前記散水後、前記骨材と当該骨材に覆われた前記ベントナイトとを混合する工程と、
   を含むことを特徴とするベントナイト混合土製造方法。