KR20150066583A - 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따라, 함수 벌크재에 대해, 벨트 컨베이어상 또는 다리형 크레인이나 언로더기 중의 호퍼내에서, 고분자 응집제를 주성분으로 한 약제를 약액으로서 첨가하여, 함수 벌크재와 현탁 용수의 응집물로 한 후, 해당 응집물을 벨트 컨베이어로 반송하는 것에 의해서, 함수 벌크재의 언로딩시에 불가피하게 발생하는 슬러리형상의 용수에 의한 벨트 컨베이어상의 언로딩 장해를 해소할 수 있다.

Description

함수 벌크재의 언로딩 처리 방법{METHOD FOR UNLOADING WATER-CONTAINING BULK MATERIAL}

본 발명은 수분을 함유하는 광석이나 석탄 등의 함수(含水) 벌크재를 운반선이나 거룻배 등으로부터 다리형 크레인이나 언로더 또는 연속식 언로더의 버킷에 의해서 언로딩할 때, 용수가 발생하는 것에 의해서 일어나는 벨트 컨베이어상의 언로딩 장해를 해소하기 위해 개발된 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법에 관한 것이다.

광석이나 석탄 등의 벌크재는 대부분이 외국에서 수입되고 있으며, 그 대부분이 선박에 의해서 수송되고 있다. 이들 벌크재, 특히 광석이나 석탄은 근래, 고 (高)수분의 것이 많고, 그 수분(용수)은 수송 과정에 있어서 벌크재와 분리되어 선창 바닥부에 고인 상태가 된다. 그 결과, 언로더 등에 의한 언로딩 과정의 중반 혹은 후반에 있어서, 언로딩을 위한 그랩 버킷에 의한 그랩 후에 함몰부가 생기고. 거기에 분체와 용수가 혼탁한 상태의 현탁 용수가 생성되어 고일 뿐만 아니라, 결국 슬러리 상태로 되어 언로딩 장해를 야기시킨다고 하는 문제가 있었다. 이 문제는 버킷 컨베이어 등으로 이루어지는 연속식 언로더의 버킷에 의한 언로딩 과정에서도 마찬가지로 발생한다.

또, 선박으로부터의 언로딩 중에 호우 등이 발생했을 때에는 언로딩을 계속할지의 여부에 관계없이 벌크재가 고수분으로 되어, 빗물이 선창 바닥부에 고인 상태로 되는 점에서도 마찬가지의 언로딩 장해 현상을 일으키게 된다.

이것은 우기를 갖는 나라에 있어서도 마찬가지이며, 선박을 포함하여 다리형 크레인이나 언로더를 덮는 지붕을 구비하지 않으면, 언로딩 중의 벌크재가 고수분으로 되고, 언로딩의 계속에 수반해서 결국 슬러리 상태로 되어, 언로딩 장해에 이른다고 하는 문제가 있었다.

이러한 문제에 대해, 종래, 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있는 바와 같은 방법, 즉 용수가 발생하고 있을 때에는 일단, 그 용수를 배수 설비(흡인기)에 의해서 퍼올린 후, 언로딩을 재개한다고 하는 방법 등이 제안되어 왔다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 소화60－204526호 특허문헌 2: 일본국 실용신안공고공보 소화50－13339호 특허문헌 3: 일본국 특허공개공보 소화61－60784호 특허문헌 4: 일본국 특허공개공보 소화61－164658호

그러나, 특허문헌 1 및 2에서 제안하고 있는 퍼냄 배수 방법은 용수를 퍼올리기 위해, 선박을 배수(퍼올림) 설비가 있는 장소까지 그때마다 이동시키거나, 혹은 배수(퍼올림) 설비 자체를 이동시켜 선창내로부터 퍼올리는 등의 필요가 있으며, 작업시간이 길어진다고 하는 문제가 있었다.

특히, 용수라고 하는 것은 언로딩 도중의 그랩 버킷에 의한 그랩 후에 생기는 함몰부에 생기기 때문에, 상기와 같은 퍼냄 배수 방법에서는 용수의 퍼올림 작업을 종종 반복할 필요가 있어, 언로딩 작업의 중단, 재개를 반복함으로써, 작업 효율이 대폭 저하한다고 하는 문제가 있었다.

특히, 근래에는 광석이나 석탄은 열악한 것, 예를 들면 고수분 함유율의 것이 대부분을 차지하게 되어, 이러한 문제가 더욱 현재화되고 있다.

또, 언로딩하는 광석이나 석탄의 수분 함유율이 높으면, 벌크재는 용수 발생 전부터 유동하기 쉽게 되어 있어, 언로딩시의 벨트 컨베이어에 의한 반송에 지장을 초래하게 되고, 반송의 트러블 이외에, 벨트 컨베이어 설비의 보전상의 문제도 다발하고 있었다.

또한, 특허문헌 1 및 2에서 제안하고 있는 종래 기술은 용수만을 퍼올리는 것을 상정하고 있지만, 그랩 버킷에 의한 그랩 후에 생기는 함몰부 부분에는 입경이 큰 벌크재로부터 분리된 입경이 작은 분체가 유입되어, 대부분은 진흙상태(슬러리)화되어 있는 경우가 많다. 이러한 슬러리형상의 액체를 퍼올리는 경우, 종래의 배수 설비에서는 퍼올림이 곤란하여, 용수가 발생할 때마다의 작업 능률은 더욱 떨어지지만, 그대로 언로딩한 경우에는 전술한 바와 같이, 언로딩한 벌크재가 유동성이 풍부하기 때문에, 벨트 컨베이어상으로부터 유출되기 쉽고, 이것도 또한 언로딩 장해를 발생시키게 된다.

이러한 문제에 대해, 발명자는 특허문헌 3 및 4에서 제안되어 있는 함수율 저감 방법에 주목하고, 검토를 거듭하였다. 그러나, 상기 특허문헌 3 및 4에 기재된 방법에서는 고체인 흡수성 수지를 사용하기 때문에, 언로딩시의 벌크재와 균일하게 접촉시키는 것이 곤란하다는 문제와, 흡수성 수지는 수분을 함유하면 팽윤하기 때문에 벨트 컨베이어로부터 낙하하기 쉽다고 하는 문제가 있는 것을 알았다. 또, 흡수성 수지는 최종적으로 벌크재와 분리할 필요가 있기 때문에, 함수 벌크재의 언로딩시에 이용하는 것은 극히 곤란하였다.

본 발명은 상기한 현상을 감안해서 개발된 것으로, 함수 벌크재의 언로딩시에 불가피하게 발생하는 슬러리형상의 용수에 의한 벨트 컨베이어상의 언로딩 장해를 해소하기 위한 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1．광석이나 석탄을 포함하는 함수 벌크재를 다리형 크레인이나 언로더의 그랩 버킷을 이용해서 화물선으로부터 벨트 컨베이어상에 언로딩함에 있어서, 분체가 현탁한 현탁 용수가 발생하여 함수 벌크재에 함유되고, 함수 벌크재의 함수율이 상승한 경우에, 상기 함수 벌크재에 대해, 상기 벨트 컨베이어상 또는 상기 다리형 크레인이나 언로더기 중의 호퍼내에서, 고분자 응집제를 주성분으로 한 약제를 약액으로서 첨가하여 함수 벌크재와 현탁 용수의 응집물로 한 후, 해당 응집물을 벨트 컨베이어로 반송하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.

2．상기 약액의 첨가량은 벌크재의 함수량에 대해 0.1∼1mass%의 범위로 하는 상기 1에 기재된 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.

３．상기 약액의 첨가량을 벌크재의 함수량에 대해, 또한 0.15∼0.4mass%의 범위로 하는 상기 1 또는 2에 기재된 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.

4．상기 함수 벌크재의 응집물 중의 벌크재, 용수 및 약제를 또한 벨트 컨베이어 합류 부위의 낙차 부분에서 섞는 상기 1 내지 3 중의 어느 하나에 기재된 함수 벌크재의 언로딩 방법.

５．상기 벨트 컨베이어상에서의 약제의 첨가를 살포하는 형식으로 실행하는 동시에, 살포 후의 벨트 컨베이어상에 도달한 상기 약제를, 상기 벨트 컨베이어 합류 부위의 낙차 부분에서 재차 상기 함수 벌크재의 응집물에 섞는 상기 1 내지 4 중의 어느 하나에 기재된 함수 벌크재의 언로딩 방법.

6．상기 벨트 컨베이어상에서의 약제의 첨가를 미스트의 형식으로 분무하는 동시에, 분무 후의 벨트 컨베이어상에 도달한 상기 약제를, 상기 벨트 컨베이어 합류 부위의 낙차 부분에서 재차 상기 함수 벌크재의 응집물에 섞는 상기 1 내지 4 중의 어느 하나에 기재된 함수 벌크재의 언로딩 방법.

7．상기 함수 벌크재의 함수율을 23mass%이하로 제어하여 실행하는 상기 1 내지 6 중의 어느 하나에 기재된 함수 벌크재의 언로딩 방법.

８．상기 함수 벌크재의 함수율의 제어를 고분자 흡수제의 첨가로 실행하는 상기 7에 기재된 함수 벌크재의 언로딩 방법.

본 발명에 따르면, 화물선의 선창내에서 언로딩의 도중에 분체가 현탁한 현탁 용수가 발생하여 벌크재에 함유되고, 벌크재의 함수율이 상승한 경우에도, 벌크재나 용수 유래의 함유수가 벨트 컨베이어로부터 넘치는 일 없이 반송 가능하게 되며, 현탁 용수의 퍼올림 작업을 실행할 필요가 없어진다. 그 때문에, 종래와 같이 언로딩 작업을 중단시킬 필요가 없으며, 연속적인 언로딩 작업을 실행할 수 있으므로, 언로딩 효율이 향상한다.

도 1은 화물선내 벌크재를 언로더의 그랩 버킷을 사용해서 언로딩하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 2의 (a)∼(e)는 현탁 용수에 고분자 응집제를 첨가했을 때의 작용을 설명하는 개념도이다.
도 3은 언로딩 벌크재에 약액(고분자 응집제 함유)을 미스트 분무했을 때의 상태를 나타내는 개념도이다.
도 4는 언로딩 벌크재에 약액(고분자 응집제 함유)을 샤워 상태로 살포했을 때의 상태를 나타내는 개념도이다.
도 5는 언로딩 벌크재에 약액(고분자 응집제 함유)을 미스트 분무할 때, 약액 부착을 촉진하는 분무법을 나타내는 개념도이다.
도 6은 광석 전용선과 언로딩 후의 벨트 컨베이어에 의한 반송 루트를 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)는 각 실험 조건(테스트 ⅰ∼ⅲ)에 의해 얻어진 카라쟈스 철광석의 쌓인 상태를 나타낸 도면이다.
도 7의 (b)는 각 실험 조건(테스트 ⅳ∼ⅶ)에 의해 얻어진 카라쟈스 철광석의 쌓인 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 벨트 컨베이어의 리턴측 및 벨트 컨베이어의 단부 위치에 있어서의 합류부의 촬영 개소를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

일반적으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 화물선의 선창(짐실)(1)에 수용되어 있는 함수 벌크재(2)(이하, 단지 「벌크재」라고도 함)로 불리고 있는 광석이나 석탄(이하, 「광석류」라고도 함)을 다리형 크레인이나 언로더(5) 또는 연속식 언로더의 버킷을 사용해서 언로딩할 때, 광석류 퇴적층의 하층 부분에는 용수로 이루어지는 물 고임이 발생한다. 그리고, 언로딩 작업이 진행하고, 언로딩 작업이 광석류 퇴적층의 중간층으로부터 하층 부분에 도달하면, 함수 벌크재 퇴적층의 일부에는 함몰부(4)가 생긴다. 그 함몰부(4)내에 주로 조약돌형상의 광석류로부터 분리된 분체가 분산하여 현탁한 현탁 용수(3)가 고이는 것이 알려져 있다. 또한 도면 중, '1'은 선창, '2'는 함수 벌크재, '3' 현탁 용수, '4'는 함몰부, '5'는 언로더, '6'은 그랩 버킷이다.

선창(1)내의 함수 벌크재(2)의 퇴적층에 발생하는 현탁 용수(3)는 언로딩이 진행하는 동시에 점차 슬러리화되어, 언로더(5)의 그랩 버킷(6) 등에서의 언로딩이 곤란하게 된다. 이것은 일단 슬러리화된 것은 가령 그랩 버킷(6)에 의해 잡을 수 있었다고 해도, 언로더기내의 호퍼(도시 생략)나 벨트 컨베이어 부분(도시 생략)에서 유출되어 버려, 언로더의 운전을 계속할 수 없게 되기 때문이다. 특히, 선창(1)의 바닥부에서는 현탁 용수가 슬러리화되는 경우가 많으며, 언로딩 작업을 종종 중단하여, 배수 작업을 하지 않으면 안 된다.

그래서, 본 발명에서는 벌크재의 함수율이 높고, 하역 능률이 악화될 때, 언로더기(연속식 언로더기 포함)내의 호퍼내에 장입된 벌크재, 또는 벨트 컨베이어상에 언로딩된 벌크재에 대해, 고분자 응집제를 첨가해서 입자의 응결/응집을 일으켜 입자형상화시키는 즉 응집물로 함으로써, 용수를 벌크재와 함께 반송하는 것을 가능하게 하고, 언로딩 작업의 중단을 방지하며, 언로딩 효율의 향상을 도모하도록 하였다. 즉, 본 발명에 따르면, 광석류 등의 함수 벌크재(2)와 함께 현탁 용수(3)를 정확하게는 그 현탁 용수(3)의 구성 성분을 고체 상태(응집물)로 해서, 벨트 컨베이어에 의한 반송을 가능하게 하는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서의 함수율(양)은 벌크재의 질량에 대한 수분량의 비율이다.

[반송 가능하게 되는 원리〕

도 2의 (a) 및 (b)는 분체：P를 포함하는 현탁 용수에 포함되는 물：Wm과, 그것에 첨가되는 고분자 응집제：A를 나타내는 것이다. 이 A가 P＋Wm에 첨가되면, 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, Wm과 P의 일부가 고분자 응집제：A에 있어서의 분자사슬의 가지형상으로 확대된 폴리머：B에 포박되도록 해서 응결되고, 도 2의 (d)에 나타내는 바와 같은 입경이 작은 응결 입자(7)의 몇 개를 형성한다. 그 후, 혼합(합류 부위에서의 낙하 혼합 포함)과 함께, 그 응결 입자(7)의 복수개가 결국 응집(집합)하여, 도 2의 (e)에 나타내는 바와 같은 입경이 큰 응집 입자(8)로 성장한다. 따라서, 본 발명에 있어서의 함수 벌크재의 응집물은 상기한 응집 입자와 응결 입자가 임의의 비율(모두 100%라도 좋음)로 구성되어 있는 것이다. 또한, 본 발명에 있어서의 %표시는 특히 단정하지 않는 한, mass%를 의미한다.

도 2의 (e)에 나타낸 바와 같은 단계가 되면, Wm은 고화된 상태로 되어, 벌크재에 부착되는 부착 상태로 된다. 이러한 상태로 되는 것에 의해, 벌크재는 벨트 컨베이어에서의 반송이 용이하게 되어, 현탁 용수 자체도 벌크재와 함께, 벨트 컨베이어로부터 넘쳐 흐르는 일 없이 반송할 수 있고, 이로써, 원료 야드 등으로의 벌크재의 송급이 트러블없이 가능하게 되는 것이다.

또, 본 발명에 있어서의 약액을 구성하는 성분은 N, C, H와 같은 다음 공정의 소결기에서의 소성시에 연소하고, 제품 중에 남지 않는 것이므로, 약액 분리가 필요없다. 따라서, 본 발명은 약액 분리의 공정이 필요없다고 하는 이점을 갖고 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 물이나 벌크재의 넘쳐 흐름이 생기면, 벨트 컨베이어 배면에 생기는 부착수나 부착분에 의해, 벌크재 등의 반송에 지장이 생기는 것 이외에, 컨베이어 롤 및 구동계에 부착수나 부착분에 기인하는 고장이 발생하지만, 본 발명에서는 물이나 벌크재가 벨트 컨베이어로부터 넘쳐 흐르는 일이 없기 때문에, 고함수율의 벌크재 반송시에도 이들 문제를 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

여기에, 도 3은 벨트 컨베이어상에 언로딩된 벌크재에 대해, 미스트 상태에서 균일하게 표면에 분무한 경우의 설명도이다. 이 경우, 벌크재 및 Wm의 혼재물의 표면에만 고분자 응집제의 부착이 있지만, 수% 정도의 함수율의 벌크재이면, 충분히 실시 가능한 형태의 일예이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시형태로서는 현탁 용수의 발생 전부터 생기는 고함수율의 함수 벌크재의 언로딩 및 현탁 용수의 발생과 그 후에도 계속되는 고함수율 벌크재의 언로딩시에, 고함수율 벌크재에 대한 고분자 응집제의 첨가를 살포하는 형식으로 실행하는 동시에, 살포하는 것에 의해 벨트 컨베이어상에 도달한 고분자 응집제를, 벨트 컨베이어 합류 부위의 낙차 부분에서 낙하하는 벌크재나 용수상에 배출(재살포)한다고 하는 형태도 들 수 있다. 이러한 형태로 함으로써, 전술한 응결 작용(의사 입자화된 것을 포함해도 좋음) 및 응집 작용을 촉진하여, 언로딩 작업이 한층 효율화되기 때문이다.

구체적으로는 도 4에 나타내는 바와 같이, 고분자 응집제를 주성분으로 한 약제를 그대로 약액으로 해서 샤워형상으로 살포하는 형식으로서, 샤워형상으로 공급한 고분자 응집제는 벌크재의 표면에 부착하는 것 이외에, 벌크재를 통과하여 벨트 컨베이어 표면에 도달하도록 살포한다. 이러한 상태로서 살포하는 것에 의해, 벌크재의 폭 방향에 있어서, 가령 살포시에 있어서 고분자 응집제의 부착에 불균일이 생기고 있었다고 해도, 벨트 컨베이어 합류(낙하구)에 반송되었을 때에는 벨트 표면에 남는 고분자 응집제가 낙하한 벌크재나 용수와 재차 혼재하게 되어, 미스트 상태에서 공급한 상태에 비해, 고분자 응집제와 벌크재나 용수와의 혼합이 진행하고, 벌크재나 용수, 고분자 응집제를 섞어 응집물로 하는 작용이 촉진되는 것이다.

또한, 도 5는 다른 분무 요령을 나타내고 있다. 즉, 벌크재의 표면에, 고분자 응집제의 미스트를 분무하고 부착시킬 뿐만 아니라, 벨트 컨베이어 합류 부분에 있어서, 그 상류측에서는 배면(이면)으로 되어 있던 측에, 고분자 응집제를 주성분으로 한 약제를 그대로 약액으로 한 미스트를 분무하고, 또한 그 표면에도 고분자 응집제를 주성분으로 한 약제를 약액으로 한 미스트를 분무한 예이다. 이러한 분무 방식을 채용함으로써, 고분자 응집제는 벌크재, 용수와 효과적으로 혼재하게 되어, 미스트 상태에서 공급해도, 고분자 응집제와의 혼합이 진행하여, 벌크재, 용수 및 고분자 응집제의 응집 작용을 촉진하는 작용을 발생시킬 수 있는 것이다.

[고분자 응집제]

본 발명에서는 고분자 응집제를 주성분으로 한 약제를 약액으로서 사용한다.혹은 약제가 고체형상이면, 용액에 분산시켜 약액으로서 사용한다.

또, 상기 고분자 응집제로서는 고분자가 갖는 정전기력 또는 수소 결합에 의해서, 분체에 흡착 활성을 발생시켜 분체간 가교 작용을 일으키는 것으로, 고체입자화 구조를 형성하여 응결 입자(응집물)를 형성시키는 효과를 갖는 것이면, 모두 사용 가능하다. 예를 들면, 분말, 미립형상 또는 액상의 유기계 응집제인 폴리아크릴아미드계(아크릴아미드와 아크릴산 나트륨을 공중합한 것), 폴리비닐 아미딘계, 양성 고분자계의 응집제 등은 응결 작용 뿐만 아니라, 응집 작용을 발휘하므로 바람직하다. 또한, 공지의 무기계 응집제를 또한 섞어 병용하는 것으로 해도 좋다.

또, 상기 고분자 응집제로서, 아크릴산 양이온 폴리머, 아크릴아미드계 양이온 폴리머, 메타크릴산계 폴리머, 메타크릴산 아미노 에스테르 양이온 폴리머, 아미딘 폴리머, 음이온성 W/O형 에멀젼 폴리머 등을 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 고분자 응집제가 주성분이라는 것은 일반적으로, 응집 효과가 있다고 인정되고 있는 양 이상의 고분자 응집제를 함유하고 있는 약제를 나타내며, 통상은 고분자 응집제 40%정도 이상의 함유량의 약제이다. 물론, 고분자 응집제：100%의 것을 그대로 약제로서 이용해도 상관없다.

또한, 약제가 고체형상 또는 엷게 해서 사용하는 경우, 용액은 물, 유기용매를 들 수 있으며, 용질은 C, H, N, O의 중합체, 용매는 탄화수소계 용매(C, H, O만)를 들 수 있다.

또, 본 발명에 있어서의 약액의 첨가량은 벌크재의 함수량에 대해 0.1∼1% 정도 포함되어 있는 것이 바람직하다.

이것은 상기 범위를 만족시키면, 후술하는 시험 결과로부터도 확인된 것이지만, 수분 과다에 의한 유동성이 저하하는 동시에, 응집제를 과잉으로 투여했을 때의 점착성이 발현하지 않기 때문이다.

또, 상기 첨가량은 벌크재의 함수량에 대해 0.15∼0.4% 정도 포함되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서, 약액의 첨가 비율(양)은 상술한 바와 같이 벌크재의 함수량에 대한 비율이다.

여기서, 약액의 첨가 속도는 특히 한정은 없으며, 설비 등에 의해서 적절히 설정하면 좋지만, 일예로서는 2∼10(L/min) 정도를 들 수 있다.

다음에, 본 발명의 작용 효과를 확인하기 위해, 도 6에 나타내는 반송 루트를 이용해서 실행한 실험에 대해 설명한다.

이 실험은 함수율：9.6%의 브라질산 카라쟈스 철광석을 700t 사용하고, 또 언로딩 수단으로서 언로더를 이용하였다.

통상의 광석은 보수성(保水性)이 있지만, 카라쟈스 철광석은 보수성이 적으며, 함수율：8.0% 정도로, 현탁 용수의 발생이 우려되고, 언로딩에 지장을 초래하는 광석이다.

테스트 1의 실험 조건을 표 1에 나타낸다. 실험은 상기 함수율：9.6%의 카라쟈스 철광석을 각 100t씩 이용하고, 약액의 첨가 방법, 광석의 반송량, 약액 첨가 속도 및 농도를 각각 변화시킨 것이다. 또한, 표 중, 흐름 시간은 약제를 첨가하고 있던 시간을 말한다.

또, 약제 중의 고분자 응집제는 고분자 폴리머로서, 아크릴산 양이온 폴리머나 아크릴아미드계 양이온 폴리머, 메타크릴산계 폴리머, 메타크릴산 아미노 에스테르 양이온 폴리머, 아미딘 폴리머, 음이온성 W/O형 에멀젼 폴리머 등이며, 약제를 그대로 약액으로서 사용하였다.

[표 1]

광석 전용선으로부터의 언로딩은 언로더에 부속의 그랩 버킷을 이용하는 언로딩 방식으로 하며, 안벽을 따라 주행하는 제 1 벨트 컨베이어 후의 제 2 벨트 컨베이어(OR－62) 부분을, 실험을 위한 약액 첨가 위치로 하였다. 도면 중, 파선의 사각으로 둘러싸인 위치 a∼f는 각각 벨트 컨베이어 합류 부분을 나타낸다. 따라서, 본 실험에서는 벨트 컨베이어 합류 부위는 제 2 벨트 컨베이어(OR－62) 말단 b, 제 3 벨트 컨베이어(OR－63S) 말단 c, 제 4 벨트 컨베이어(OR－74R) 말단 d, 제 5 벨트 컨베이어(OR－75) 말단 e 및, 제 6 벨트 컨베이어(OR－24) 말단 f의 합계 5개소이다. 제 1 벨트 컨베이어(OR－61)는 그랩 버킷 언로딩의 필두로 되는 벨트 컨베이어이다.

또한 실 기기에서는 제 1 벨트 컨베이어를 약액 첨가 위치로 할 수도 있다.

실험 결과를, 도 7 및 표 1에서 설명한다.

상기 광석 전용선으로부터의 언로딩의 과정에서, 각 100t씩의 광석을 이용하고, 상기 표 1에 나타낸 실험 조건에 의해 얻어진 카라쟈스 철광석의 적재를 도 7에 사진으로 나타낸다. 고분자 응집제를 사용하지 않는 실험 1(테스트 ⅰ)의 케이스에서는 산 저변에 벌크재가 유출된 부분이 관찰되었다. 이와 같이 유출된 부분은 벌크재가 벨트 컨베이어로 반송될 때에는 벨트에 부착되고, 또 벨트로부터 넘쳐 흐르며, 전술한 바와 같이, 벨트 컨베이어 배면에 부착되어 반송에 지장이 생기는 것 이외에, 컨베이어 롤이나 구동계에 부착되어 고장의 원인이 된다고 추측되고, 벨트 컨베이어 합류부에서는 부착물의 발생 등에 의해 막힘 사고가 예측된다.

실험 2(테스트 ⅱ) 및 실험 5(테스트 ⅴ)의 케이스는 약액을 미스트 상태에서 0.22%, 0.34%의 비율로 첨가(분무 첨가)한 예이다.

실험 2(테스트 ⅱ)의 케이스는 산 저변에 벌크재가 유출된 부분은 관찰되지 않았지만, 벨트 부착물의 발생이 확인되었다. 이것은 미스트 첨가에 수반하는 벌크재와 용수에 대한 고분자 응집제의 혼합량 부족으로 추측된다.

한편, 실험 5(테스트 ⅴ)의 케이스, 즉 약액의 첨가 비율을 증가시킨 예에서는 산의 저변 부분에 분체의 덩어리가 관찰되고, 벨트 부착물 발생은 없었지만, 덩어리 발생에서는 벨트 컨베이어상으로부터의 낙하를 발생시킨다고 예상되었다. 분체의 덩어리 발생은 고분자 응집제의 혼합 불균일로 생각되며, 약액량이 많은 부분에 발생한 것으로 생각된다.

또한, 상기 예상의 근거는 벨트 컨베이어상에 광석이 놓여 있지 않은 상태에서 약액을 첨가해 버렸을 때에, 벨트의 테일(반전부)의 클리너부에서 점성이 높은 약제가 벨트 하부에 퇴적한다고 하는 현상이 일어났기 때문이다.

실험 3(테스트 ⅲ), 4(테스트 ⅳ), 6(테스트 ⅵ) 및 7(테스트 ⅶ)의 케이스는 약액의 첨가 방식의 차이이며, 미스트 분무 방식과 스트레이트 살포 방식의 차이를 명확하게 하기 위해 실행한 것으로, 약액을 각각, 0.19%, 0.24%, 0.36% 및 0.17%의 비율로 첨가하고, 벨트 컨베이어상의 언로딩된 벌크재에 대해 스트레이트 살포 방식, 즉 위쪽으로부터 샤워형상으로 살포하는 형식으로 해서 첨가한 실험이다.

상기 실험의 결과, 스트레이트 방식에서는 미스트(분무 첨가)에 비해, 적은 첨가량으로 유리한 효과가 보이고, 벨트 부착물 발생은 관찰되지 않았다. 또, 약액을 고비율로 첨가한 실험 4 및 6의 케이스(첨가 비율은 각각 0.24%와 0.36%)에 있어서, 산 저변 부분에 작은 덩어리가 관찰되었지만, 벨트 컨베이어상으로부터의 낙하를 발생시키는 지장은 없다고 예상되는 정도이었다.

또한, 상기 예상 근거는 손으로 실제로 덩어리에 대어 보았을 때에 표면에 점착성이 없었기 때문이다.

이상의 결과는 상기 도 3에서 설명한 바와 같이, 고분자 응집제를 미스트 상태에서 벌크재 표면에 균일하게 분무한 경우에는 벌크재 및 Wm의 혼재물의 표면에만 고분자 응집제의 부착은 생긴다. 그리고, 벌크재 및 Wm이 이러한 상태에서 벨트 컨베이어 합류(낙하구)에 반송되었다고 해도, 상기 표면에만 고분자 응집제의 부착이 있는 벌크재는 고분자 응집제에 의한 부착이 촉진되는 일은 없으며, 벌크재 및 Wm은 분리된 상태인 채, 그 후에도 반송되어 버린다. 따라서, 벨트 컨베이어로부터의 넘쳐 흐름에 의해 각종 지장(평가：△ 또는×)을 초래하게 된다.

또한, 상기 실험에 있어서, 표 1 중의 ○, △, ×의 평가 기준은 이하와 같다.

○：전체가 개질 종료이고 또한 덩어리 없음으로 표면에 들러붙음 없음

△：전체가 개질 종료이지만, 일부에 약제 과다에 의한 들러붙음 개소(덩어리) 있음

×：개질되어 있는 장소와 되어 있지 않은 장소가 있을 뿐만 아니라 약제 과다의 장소도 있음(덩어리)

또, 스트레이트 살포 형식(도 4 참조)을 채용한 경우, 고분자 응집제는 도 4에 나타낸 바와 같이, 벌크재를 통과하여 벨트 컨베이어 표면에 도달하고 있다. 그 때문에, 가령 살포시에, 벌크재 표면의 고분자 응집제의 부착량에 불균일이 생겼다고 해도, 벨트 컨베이어 합류(낙하구)에 반송되었을 때에, 벨트 표면에 남은 고분자 응집제가 낙하한 벌크재나 용수와 재차 혼재하게 되어, 미스트 상태에서 공급한 상태에 비해, 한층 고분자 응집제의 혼합이 진행되게 되어, 상기 평가가 ○으로 된 것으로 추측된다.

[첨가 범위의 실험예]

본 발명에 사용하는 고분자 응집제를 주성분으로 하는 약제에서, 이하의 실험을 실행하였다.

사용한 약제는 표 2에서는 크리사트(Kurisat)(등록상표, 쿠리타공업(주)(Kurita Water Industries Ltd.)제), 표 3에서는 하이브리드 폴리머α(등록상표, 테크니커합동(주)(Technica Goudou Co., Ltd.)제)이다. 모두 토양 개량제로서 제안되고 있는 약제이다.

카라쟈스 철광석에 물을 첨가하고, 함수율을 조정한 후, 상기 약제를 직접 그대로 약액으로서 부가하고, 교반 시간을 조정하면서 개질 가능한지 어떤지를 판단하였다.

여기서, 함수율：9.6%에서는 표 1에 있어서, 본 발명에 따르는 한, 문제가 없는 것이 판명되고 있으므로, 본 실험에서는 9.6%를 넘는 함수율의 경우에 있어서, 표 1에 나타낸 실험 결과와 마찬가지로, 언로딩상 문제가 없도록 개질할 수 있는지에 대해 실험하였다. 개질은 벨트 컨베이어로 반송 가능한지 어떤지이며, 그 여부를 개질의 판정 기준으로 하였다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 크리사트를 약제로서 그대로 약액으로서 이용하고, 벌크재의 함수율을 9.6%를 넘는 12%이상으로 해서, 벌크재의 개질의 여부를 확인하는 실험을 실행하였다. 약액의 첨가량은 제1실험을 0.4%로 하였다. 또, 약액의 첨가량을 상승시켜, 1.0%로 한 제2실험도 실행하였다.

[표 2]

그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이, 벌크재의 함수율이 9.6%를 넘은 20%의 함수율이라도 벌크재의 개질은 가능하지만, 함수율이 24%이상이 되면, 벌크재의 개질이 곤란하게 되었다.

다음에, 약액의 첨가 농도를 0.4%에서 1.0%로 해서 제2실험을 실행했지만, 제1실험과 마찬가지로, 벌크재의 함수율이 24%이상이 되면, 벌크재의 개질이 곤란하다는 결과를 얻었다.

다음에, 표 3에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 폴리머α를 약제로 해서, 그대로 약액으로서 이용하고, 벌크재의 함수율이 9.6%를 넘은 11%이상으로 해서 실험하였다. 또, 표 2에서 나타낸 결과로부터, 벌크재의 함수율이 24%이상에서는 벌크재의 개질이 곤란하게 된다고 하는 지견을 얻었기 때문에, 함수율의 시험 수준 중 하나를 24%에서 23%로 변경하였다. 단, 최고 함수율은 상기 표 2에 기재한 실험과 마찬가지로 54%로 해서 실험을 실행하였다.

[표 3]

약액의 첨가 농도를 0.1%로 해서 제3실험을 실행하였다.그 결과, 벌크재의 함수율이 9.6%를 넘은 20%에서도 벌크재의 개질은 가능하다는 결과를 얻었다. 여기서, 벌크재가 23%의 함수율인 경우, 개질에 임의의 문제점이 생기는 것이 판명되었다. 이것은 벌크재가 약간밖에 굳어지지 않는다고 하는 문제이다. 그래서, 이 문제를 해결하기 위해, 약액의 첨가 농도를 0.1%에서 0.2%로 해서 재차 실험을 실시하였다. 그 결과, 함수율이 23%의 조건에서는 약액 농도를 상승시킴으로써, 상기 문제를 해소할 수 있는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명에서는 카라쟈스 철광석의 언로딩에 있어서, 함수율 23%이하에서 실시 가능이라고 판단하였다.

카라쟈스 철광석의 언로딩에 있어서, 현탁 용수의 생기(生起)로부터의 함수율 판정이나 중성자 수분계 등 온라인의 측정기를 이용하거나, 오토 샘플러에서 샘플을 채취하고, 분석 센터에서 간이 수분 측정으로 구한 함수율이 24%이상으로 되는 경우에는 함수율이 낮은 부분인 용수 발생 주위의 카라쟈스 철광석을 그랩 버킷 혹은 연속식 언로더의 그랩 부분에서, 함수율이 높은 용수 발생 부분에 투입하고 나서, 카라쟈스 철광석과 용수를 동시에 언로딩하는 등에 의해, 함수율을 23%이하의 영역까지 저하시킬 수 있다. 또, 상기 함수율의 제어는 고분자 흡수제(흡수성 고분자 폴리머)의 첨가로 실행할 수도 있다. 이러한 수순을 밟는 것에 의해서, 함수율 초과의 문제는 해소할 수 있기 때문에, 실 조업상에는 유리하다고 생각한다.

이상, 카라쟈스 철광석을 예로 들어 본 발명을 설명했지만, 본 발명의 조건에 따르는 한, 다른 광석류라도 좋고, 신규의 철광석인 경우에는 상기한 실험 1이나 2 등에 기재한 실험 대상을 신규의 철광석으로서 실시함으로써, 상기의 함수율의 목표값을 정할 수 있다.

<실시예>

약액 첨가는 카라쟈스 철광석을 운반선으로부터 언로딩할 때, 수분 과다로 되는 함수율：9.6%이상의 영역에 이르렀을 때를 첨가 개시로 하였다.

상기 함수율：9.6%이상의 영역에 이르는 시기를 확인하는 수단으로서는 카라쟈스 철광석을 운반선으로부터 언로딩할 때, 그랩 버킷으로 그랩한 후의 함몰부에 발생하는 현탁 용수의 생기로부터 판정하는 것이 가능하다. 즉, 그랩 버킷으로 그랩한 후에 발생하는 현탁 용수량과, 그랩 버킷 용량으로부터 그 수분량을 추정할 수 있다. 또는, 카라쟈스 철광석을 운반선으로부터 언로딩할 때, 최초의 언로딩에 있어서, 카라쟈스 철광석의 수분 변화를 중성자 수분계 등 온라인의 측정기가 오토 샘플러에서 샘플을 채취하고, 분석 센터에서 간이 수분 측정으로 분석한 수분량의 변화와, 그랩 버킷으로 그랩한 후에 발생하는 현탁 용수량(육안으로 측정)의 관계로부터, 다음의 운반선으로부터의 언로딩이 함수율：9.6%이상의 영역에 이르는지의 여부의 추정은 가능하다.

또한, 용수 유래의 함유수가 벨트 컨베이어로부터 넘치는 것을 극력 피하기 위해, 안전을 취한다면, 함수율：9.6%이상의 영역에 이르는 시기의 언로딩부터, 벌크재에 약제 첨가를 개시하면 좋다.

[실시예 1]

도 6에 있어서의 제 1 벨트 컨베이어상을 약제 첨가 위치로 해서, 이하의 실험을 실시하였다.

철광석의 언로딩으로, 함수율이 7.9∼23%의 카라쟈스 철광석을 운반선으로부터 언로딩함에 있어서, 상기 표 2 및 표 3에 나타낸 조건 중, 개질의 여부가 ○로 된 조건에서 약액을 각각 첨가하였다.

여기서, 약액은 크리사트 C－333L, 하이브리드 폴리머 α로 하였다. 또, 크리사트 C－333L, 하이브리드 폴리머α는 모두 액체이다.

첨가 효과는 도 8에 나타내는 벨트 컨베이어의 리턴측(l) 및 벨트 컨베이어 단부 위치의 합류부의 (Ⅱ), (Ⅲ) 및 (Ⅳ)를 언로딩이 종료한 후 촬영해서 각각 판정하였다.

판정의 결과, 도 6 중의, a 및 b의 위치에 있어서 약간의 부착물 생성이 있었던 것 이외에는 c위치 이후(제 3 벨트 컨베이어 이후의 도 8에 나타낸 리턴측(Ⅰ) 및 벨트 컨베이어 단부 위치의 합류부의 (Ⅱ), (Ⅲ) 및 (Ⅳ))에서는 부착물이 생기는 일 없이, 카라쟈스 철광석의 언로딩이 가능한 것을 알 수 있었다.

[실시예 2]

도 6에 있어서의 제 1 벨트 컨베이어의 호퍼 하류의 벨트 컨베이어상을 약액 첨가 위치로 해서, 이하의 실험을 실시하였다.

첨가 조건은 실시예 1과 동일하며, 약액도 동일한 성분으로 하였다. 또, 첨가 효과의 판정도 실시예 1과 마찬가지로 하였다.

판정의 결과, 도 6 중의 a위치에 있어서 약간의 부착물 생성이 있었던 것 이외에는 b위치 이후(제 2 벨트 컨베이어 이후의 도 8에 나타낸 리턴측(Ⅰ) 및 벨트 컨베이어 단부 위치의 합류부의 (Ⅱ), (Ⅲ) 및 (Ⅳ))에서는 부착물이 생기는 일 없이, 카라쟈스 철광석의 언로딩이 가능한 것을 알 수 있었다.

또, 종래의 카라쟈스 철광석의 수송에서는 전술한 바와 같이, 카라쟈스 철광석 자체에 수분이 많이 포함되어 있어, 육상으로의 언로딩시에, 용수가 많이 발생하고 있었다. 그 때문에, 간헐적으로 현탁 용수의 제거(배수) 작업을 실행하면서, 철광석의 언로딩을 실시하고 있었다.

여기서, 용수의 발생이 없을 때의 철광석의 언로딩 효율을 100%로 했을 때, 배수 작업을 실행하는 종래의 언로딩 방법에서는 언로딩 효율이 65%까지 저하하고 있었다. 그러나, 상기한 실시예 2에서는 본 발명에 적합한 언로딩 방법을 채용함으로써, 약 92%의 언로딩 효율을 달성할 수 있었다.

또한, 호우시에, 언로더에 의한 언로딩을 계속하고, 수분 과다로 되는 철광석의 언로딩의 경우도 동일하다.

호우 중에도 언로더의 그랩 버킷에 의한 언로딩을 계속하며, 언로딩 작업이 진행하고, 언로딩 후반의 하층 부분에 도달하는 단계에서 호우에 의한 고수분화에 의해 용수가 관찰되기 시작한 상태에 있는 철광석을 운반선으로부터 언로딩할 때, 아크릴아미드계 고분자 응집제를 도 6에 있어서의 제 2 벨트 컨베이어상을 약액 첨가 위치로 해서 첨가하였다.

이 경우에 있어서, 호우에 의한 용수의 발생이 없을 때의 철광석의 언로딩 효율을 100%로 했을 때, 배수 작업을 실행하는 종래의 언로딩 방법에서는 용수 발생 후에는 언로딩 효율이 65%까지 저하하였다. 그러나, 본 발명에 적합한 언로딩 방법을 채용함으로써, 호우에 의한 용수의 발생 후에도 약 90%의 언로딩 효율을 유지할 수 있었다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 상술한 벌크재의 언로딩 기술은 예시한 함수 광석이나 석탄 이외에, 자갈, 모래, 곡물 등의 벌크재의 언로딩 작업에도 적용이 가능하다.

1; 선창 2; 벌크재
3; 현탁 용수 4; 함몰부
5; 언로더 6; 그랩 버킷
7; 작은 응결 입자 8; 큰 응집 입자
A; 고분자 응집제 B; 폴리머
P;분체 Wm; 물

Claims (8)

1. 광석이나 석탄을 포함하는 함수 벌크재를 다리형 크레인이나 언로더의 그랩 버킷을 이용해서 화물선으로부터 벨트 컨베이어상에 언로딩함에 있어서, 분체가 현탁한 현탁 용수가 발생하여 함수 벌크재에 함유되고, 함수 벌크재의 함수율이 상승한 경우에,
   상기 함수 벌크재에 대해, 상기 벨트 컨베이어상 또는 상기 다리형 크레인이나 언로더기 중의 호퍼내에서, 고분자 응집제를 주성분으로 한 약제를 약액으로서 첨가하여 함수 벌크재와 현탁 용수의 응집물로 한 후, 해당 응집물을 벨트 컨베이어로 반송하는 것을 특징으로 하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 약액의 첨가량은 벌크재의 함수량에 대해 0.1∼1mass%의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 약액의 첨가량을 벌크재의 함수량에 대해, 또한 0.15∼0.4mass%의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 함수 벌크재의 응집물 중의 벌크재, 용수 및 약제를 또한 벨트 컨베이어 합류 부위의 낙차 부분에서 섞는 것을 특징으로 하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 벨트 컨베이어상에서의 약제의 첨가를 살포하는 형식으로 실행하는 동시에, 살포 후의 벨트 컨베이어상에 도달한 상기 약제를, 상기 벨트 컨베이어 합류 부위의 낙차 부분에서 재차 상기 함수 벌크재의 응집물에 섞는 것을 특징으로 하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 벨트 컨베이어상에서의 약제의 첨가를 미스트의 형식으로 분무하는 동시에, 분무 후의 벨트 컨베이어상에 도달한 상기 약제를, 상기 벨트 컨베이어 합류 부위의 낙차 부분에서 재차 상기 함수 벌크재의 응집물에 섞는 것을 특징으로 하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 함수 벌크재의 함수율을 23mass%이하로 제어해서 실행하는 것을 특징으로 하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 함수 벌크재의 함수율의 제어를 고분자 흡수제의 첨가로 실행하는 것을 특징으로 하는 함수 벌크재의 언로딩 처리 방법.
   
   

Images