WO2011016520A1 - 静電選別装置 - Google Patents

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WO2011016520A1
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electrode
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暢人 佐伯
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/12—Separators with material falling free
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/47—Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic sorting apparatus that puts a plurality of types of sorting materials having different components charged into an electric field generated by an electrode to which a voltage is applied, and separates and sorts them according to the charging characteristics of the sorting materials.
  • it relates to electrodes that generate an electric field for sorting.
  • Electrostatic sorting devices are often used to sort a plurality of sorting materials with small specific gravity differences such as plastics.
  • plastics there are various types of plastics that can be selected, for example, polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), acrylonitrile styrene (AS), acrylonitrile butadiene.
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PS polystyrene
  • AS acrylonitrile styrene
  • ABS acrylonitrile butadiene
  • ABS methacryl resin
  • PA polyamide resin
  • the electrostatic sorting apparatus is effective in sorting the workpieces to be processed.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram of a basic electrostatic sorting device.
  • the electrostatic sorting device is arranged so that a plate electrode (1401) to which a positive voltage is applied and a plate electrode (1402) to which a negative voltage is applied face each other.
  • the sorting material is charged in advance by friction or the like. According to the charging sequence, one (1403) is negatively charged and the other (1404) is positively charged.
  • These sorting materials are put between plate electrodes arranged to face each other. The negatively charged sorting material is attracted to the plate electrode to which a positive voltage is applied, and the positively charged sorting material is attracted to the plate electrode to which a negative voltage is applied.
  • the negatively charged sorting material and the positively charged sorting material are separated and collected in the respective containers (1405, 1406) by dropping while being attracted to the plate electrode.
  • an object whose separation is unclear is collected in an intermediate container (1407).
  • the reason why the separation becomes unclear in this way is that, for example, the charge amount charged in the sorting material varies, resulting in a sorting material with a small charged amount, or the voltage applied to the electrode. This is because, for example, the force for attracting the sorting material is weak due to the low value.
  • a negatively charged sorting material (1503) and a positively charged sorting material (1504) were placed between a positive plate electrode (1501) and a negative plate electrode (1502) with a high applied voltage.
  • the sorting material since the applied voltage is high, the sorting material is attracted with a strong force, and the sorting material may collide with the plate electrode.
  • the collided sorting material bounces off due to the colliding impact, and as a result, falls into the recovery container (1505) whose separation is unclear. If the applied voltage is increased in order to improve the separation accuracy in this way, there arises a problem that the separation accuracy is lowered.
  • the plate-like electrode is made into a grid or ladder, the number of sorting materials that can pass through the gap between the grid and ladder is limited. It is not a sufficient solution. This is due to the fact that the plate-like electrode itself employs a configuration that draws the sorting material.
  • the following electrostatic sorting device is provided. That is, as a first invention, at least one set of rod-like positive electrodes to which a positive voltage is applied, and at least one set of rod-like negative electrodes to which a negative voltage is applied so as to face the positive electrode, are opposed to each other.
  • a charging port disposed at the upper part between the electrodes for charging the electrified sorting material, and disposed at the lower part of the rod-shaped electrode, the charged and generated by the rod-shaped positive electrode and the rod-shaped negative electrode.
  • an electrostatic sorting device having a collection unit that collects a sorting material that deflects and falls in an electric field according to charging characteristics.
  • the electrostatic sorting device according to the first invention, wherein the rod-like positive electrode and / or the rod-like negative electrode is a rod-like electrode having no corners.
  • the electrostatic sorting device according to the first invention or the second invention, wherein the rod-like positive electrode and / or the rod-like negative electrode is provided to be rotatable about a central axis thereof. To do.
  • an electrostatic sorting device comprising a drive unit that rotationally drives the rod-like positive electrode and / or the rod-like negative electrode.
  • the electrostatic sorting device As a fifth invention, there is provided the electrostatic sorting device according to the third invention, wherein the rod-like positive electrode and / or the rod-like negative electrode is rotatably supported by a collision impact of the sorting material.
  • the electrostatic sorting apparatus according to any one of the first invention to the fifth invention having an auxiliary electrode for controlling an electric field generated by the rod-like electrode.
  • the rod-like positive electrode and / or the rod-like negative electrode has the auxiliary electrode provided so as to connect the upper ends of the same-pole rod electrodes to each other. provide.
  • a sixth auxiliary electrode having a plate-like auxiliary electrode that is disposed on the outer side with respect to the insertion port rather than the opposed rod-shaped electrode and is inclined so as to widen the facing interval in the dropping direction.
  • an electrostatic sorting apparatus that prevents sorting materials from colliding with electrodes and can ensure excellent separation accuracy and recovery rate.
  • FIG. The conceptual diagram which shows the concept of the electrostatic selection apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. The conceptual diagram of a rod-shaped electrode.
  • FIG. The figure which shows the three-dimensional analysis model of the rod-shaped electrode which has an auxiliary electrode.
  • Figure showing the analysis result of electric field strength The conceptual diagram which shows the concept of the rod-shaped electrode which has an auxiliary electrode.
  • FIG. The figure which shows the specific example of the electrostatic selection apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. The trial result in the specific example of the electrostatic selection apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. The conceptual diagram which shows the concept of the rod-shaped electrode in the electrostatic selection apparatus of Embodiment 2.
  • FIG. The conceptual diagram which shows the concept of the conventional electrostatic sorting apparatus.
  • the first embodiment mainly relates to claims 1, 2, 6, 7, 8, and the like.
  • the second embodiment mainly relates to claims 3 and 4.
  • the third embodiment mainly relates to claim 5 and the like.
  • the electrostatic sorting device of the present embodiment is characterized in that at least one set of rod-shaped positive electrodes to which a positive voltage is applied and at least one set of rod-shaped negative electrodes to which a negative voltage is applied are arranged to face each other. To do. In this way, by applying a voltage to each rod-shaped electrode as a set of rod-shaped electrodes, the same effect is obtained as arranging the plate-shaped electrodes to generate an electric field, and a material for sorting between the pair of rod-shaped electrodes is obtained. As a result, it is possible to provide an electrostatic sorting device capable of preventing sorting materials from colliding with the electrodes and improving sorting accuracy and recovery rate. ⁇ Configuration of Embodiment 1>
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the concept of the electrostatic sorting device according to the present embodiment.
  • the electrostatic sorting device (0100) includes a pair of rod-shaped positive electrodes (0101, 0102) to which a positive voltage is applied, and a pair of rod-shaped negative electrodes to which a negative voltage is applied. (0103, 0104), and an input port (0107) for charging a positively-sorted material (0105) positively charged by a charging process and a negatively-charged negatively sorted material (0106) disposed on the electrode. And a collection unit (0108) that collects the sorting material that is introduced from the introduction port and deflects and falls.
  • the electrostatic sorting device is produced by facing a plate-like positive electrode and a plate-like negative electrode by facing at least one set of rod-like positive electrodes and at least one set of rod-like negative electrodes. Generate an electric field similar to an electric field. By charging the electrified sorting material into this electric field, positively charged material is deflected to the negative electrode side, and negatively charged material is deflected to the positive electrode side according to the electrification characteristics of the sorting material. And collected by dropping it.
  • a set of rod-shaped positive electrodes refers to a set of rod-shaped electrodes arranged in parallel. In the case of FIG.
  • two rod-shaped electrodes are used as a set of rod-shaped positive electrodes, and an electric field is generated by applying an equivalent voltage to these rod-shaped electrodes. Further, when three rod-shaped electrodes are used as shown in FIG. 2, one plate electrode is formed in a pseudo manner by the first rod-shaped electrode (0201) and the second rod-shaped electrode (0202). In addition, a second plate-like electrode (0202) and a third rod-like electrode (0203) can further form one plate-like electrode.
  • the input port is preferably provided at a position where the sorting material does not collide with the rod-shaped electrode, passes between them, and can be sorted by deflecting and dropping.
  • the first and second An introduction port (0204) may be provided between the second rod-shaped electrodes so that the sorting material passes, and an insertion port (0205) may be provided so that the sorting material may pass between the second and third rod-shaped electrodes. preferable.
  • the electrostatic sorting apparatus shown in FIG. 1 generates an electric field by two independent rod-shaped electrodes, but as another aspect, it may be configured to include an auxiliary electrode for controlling the electric field generated by the rod-shaped electrodes, In particular, it is preferably provided so as to enhance the electric field strength in the vicinity of the inlet.
  • the upper ends of the two electrodes may be connected in an inverted U shape to function as auxiliary electrodes (0304, 0305).
  • auxiliary electrodes (0304, 0305) located near the input port (0303), and a strong electric field strength can be obtained near the input port. Therefore, the force attracted to the positive and negative rod-like electrode side acts more strongly on the sorting material at the initial stage of input, and it is efficiently separated and the sorting effect can be further enhanced.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional analysis model for analyzing the electric field strength of a rod-shaped electrode having an inverted U-shaped auxiliary electrode
  • FIG. 4A shows a perspective view thereof.
  • FIG. 4B shows the X-axis-Z-axis plane.
  • FIG. 4C shows the X-axis-Y-axis plane.
  • FIG. 5 shows a three-dimensional analysis model for analyzing the electric field strength of a pair of rod-shaped electrodes without auxiliary electrodes, as in FIG.
  • FIG. 6 shows the analysis result of the electric field strength.
  • the electric field strength (0601) of the rod-shaped electrode having the inverted U-shaped auxiliary electrode is larger than the electric field strength (0602) of the rod-shaped electrode.
  • FIG. 7A shows an example in which arch-shaped auxiliary electrodes are provided at the ends of three rod-shaped electrodes.
  • FIG. 7B shows an example of auxiliary electrodes provided so as to be linearly connected to the end portions of the three rod-shaped electrodes.
  • the auxiliary electrode provided so that the upper end part of a rod-shaped electrode may be connected is not restricted to a rod shape, It is good also as a plate shape as shown in FIG.
  • FIG. 9 shows an example of an auxiliary electrode according to another embodiment.
  • Plate-like auxiliary electrodes (0903, 0904) are provided on the upper ends of the rod-like positive electrode (0901) and the pair of rod-like negative electrodes (0902), respectively.
  • the auxiliary electrode By arranging the auxiliary electrode in the vicinity of the inlet, a large electric field strength can be obtained in the vicinity of the inlet as in the inverted U-shaped auxiliary electrode shown in FIG. Thereby, the force which draws more strongly with respect to a sorting material will work, and the precision of sorting can be raised.
  • by adjusting the relative position in the vertical direction with respect to the charging port it is possible to avoid the sorting material to be charged from colliding with or adsorbing to the auxiliary electrode.
  • FIG. 10 shows another mode in which auxiliary electrodes are added.
  • the electrostatic sorting device (1000) has a rod-like positive electrode (1001, 1002) and a rod-like negative electrode (1003, 1004), and further has a plate-like positive auxiliary electrode (1005) and a plate-like negative auxiliary. Electrode (1006).
  • the plate-like auxiliary electrodes are arranged so as to be opposed to the outside with respect to the insertion port (1007) rather than the opposed bar-shaped electrodes, and are arranged so as to be inclined so that the interval between the electrodes is widened along the dropping direction. .
  • the position of the upper end of the plate-like auxiliary electrode is made equal to the position of the inlet in the vertical direction and the gap between the plate-like electrodes is widened toward the recovery portion, so that the sorting material to be thrown in can be It is possible to avoid collision and adsorption to the auxiliary electrode.
  • a positive voltage is applied to the rod-like positive electrodes (0101, 0102).
  • the rod-shaped electrode is preferably “without corners”. “No corner” means that there is no protruding portion on the surface of the rod-shaped electrode. This is in order to suppress corona discharge due to dielectric breakdown and prevent a reduction in sorting accuracy due to loss or disturbance of the electric field for sorting.
  • a rod-like electrode having a substantially circular cross section is shown as a rod-like positive electrode without corners.
  • a rod-shaped electrode having an oval or egg-shaped cross section may be used.
  • the rod-like electrode is preferably “without corners”, but the cross section is not limited to a substantially circular shape.
  • the rod-shaped electrode having a corner may cause corona discharge or the like, but a shape that does not easily cause discharge may be employed.
  • the corners may be smoothed, or the surface of the rod-shaped electrode may be covered with an insulating material so that the discharge is less likely to occur.
  • the rod-shaped electrode is preferably arranged so that the positive electrode side and the negative electrode side are substantially parallel to each other, and is arranged in a direction substantially perpendicular to the ground surface.
  • the distance between the electrodes on the collection unit side may be longer than the distance between the electrodes on the input port side, or vice versa.
  • the interval between the rod-like electrodes of the same polarity is not limited to the same distance, and the distance between the electrodes on the collection part side may be longer than the distance between the electrodes on the inlet side, or The reverse is also possible.
  • a positive voltage is applied to each electrode constituting the rod-shaped positive electrode from a high-voltage power supply, and the other high-voltage power supply is grounded.
  • FIG. 1 when a positive voltage is applied to a pair of rod-like positive electrodes, an electric field is generated between and around the electrodes, and the plate-like electrodes to which a positive voltage is applied are arranged.
  • negatively charged sorting materials can be attracted.
  • the rod-shaped negative electrode is arranged so as to face the rod-shaped positive electrode.
  • the arrangement and form of the rod-shaped negative electrode and the rod-shaped positive electrode are preferably the same.
  • the distance between the rod-like positive electrodes and the distance, thickness, and length between the rod-like negative electrodes are preferably aligned.
  • FIG. 8 is a view of the positional relationship between the four rod-shaped electrodes as viewed from above.
  • the rod-shaped electrodes (0801, 0802) constituting the set of rod-shaped positive electrodes are arranged substantially in parallel, and the rod-shaped electrodes (0803, 0804) constituting the set of rod-shaped negative electrodes are also arranged substantially in parallel. Is done.
  • the sorting material is charged and charged into the inlet.
  • the “charging process” is a process for charging a material as a sorting material.
  • examples of the charging method include a corona charging method, a friction charging method, and an induction charging method.
  • an embodiment for electrostatically sorting charged sorting materials will be described with reference to FIG.
  • the plastic is subjected to an arbitrary pretreatment step, and is pulverized and granulated by, for example, a pulverizer, and then subjected to electrification treatment to be a sorting material.
  • the size of the sorting material is preferably about 1 to 15 mm in particle size, more preferably about 2 to 12 mm, and further preferably about 3 to 10 mm in terms of handling and sorting.
  • the polarity of the charge to be charged depends on the charging order of each material.
  • a known technique such as a cyclone device or a rotary dispersion disk can be used.
  • ABS acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer resin
  • a mixture of the positively-selected positively selected material (0105) and the negatively-charged negatively selected material (0106) is charged from the charging port (0107). It is preferable that the discharge unit of the friction charging device described above and the input port of the sorting device are connected so that the sorting material can be continuously conveyed.
  • the insertion port is disposed substantially above the center between the rod-shaped positive electrode and the rod-shaped negative electrode. The opening area, shape, and the like of the input port can be appropriately set according to the shape and amount of the selection material to be input, the arrangement of the rod-shaped electrodes, the voltage applied to the electrodes, and the like.
  • the electrified and positively charged sorting material falls while being attracted to the rod-shaped negative electrode side, passes between the rod-shaped electrodes, and is collected on the negative electrode side.
  • the negative sorting material is attracted to the rod-like positive electrode side and collected.
  • the collection unit (0108) collects the sorting material that is input from the input port and deflects and falls according to the amount of charge by electrostatic force. For example, the negative sorting material attracted by the positive electrode is collected on the positive electrode side, the positive sorting material attracted by the negative electrode is collected on the negative electrode side, and the uncharged sorting material falls freely from the inlet. Can be recovered at the location. Thereby, the sorting material in which different kinds of materials are mixed can be separated and collected for each material. Moreover, it can also collect
  • the strongly charged sorting material and the weakly charged sorting material have different falling points due to different forces attracted to the electric field even if the charging polarity is the same, and each can be sorted and recovered.
  • the collection unit may have a configuration in which a plurality of cases are arranged in a row, or a configuration in which a plurality of partitions are provided in one case. What is necessary is just to be able to separate at least the desired plastic and collect it.
  • the insertion port does not necessarily have to be the central portion between the positive and negative rod-shaped electrodes as long as it is arranged at the upper portion between the opposing positive and negative rod-shaped electrodes. This is because when the sorting material that is not charged and the sorting material that is charged either positively or negatively is sorted, or when sorting with the same polarity and depending on the strength of charging, the position of the inlet is shifted from the center. This is because the sorting accuracy may increase.
  • the “upper part” means that it is at least above the recovery part and relatively above in relation to the rod-shaped electrode.
  • the electrostatic sorting apparatus of the present embodiment is a plastic in the field of recycling, for example, a cap for beverages such as PET bottles, a daily necessities bottle, a tube, a grocery pack, a grocery cup, a tray, an egg pack, a plastic bag, a household appliance.
  • a cap for beverages such as PET bottles, a daily necessities bottle, a tube, a grocery pack, a grocery cup, a tray, an egg pack, a plastic bag, a household appliance.
  • system waste plastics for example, in the agricultural field, it can be suitably used for the separation of harvested products and mixed foreign substances.
  • the electrostatic sorting apparatus (1100) in this trial use a bar-shaped electrode (1101a, 1102a, 1103a, 1104a) made of copper and having no corners.
  • Each rod-like electrode has a diameter of about 80 mm and a length of about 954 mm.
  • the arrangement of each rod-shaped electrode and the inlet is as follows. The distance between the electrodes (1101b, 1102b) constituting the set of rod-like positive electrodes and the distance between the electrodes (1103b, 1104b) constituting the set of the rod-like negative electrodes are approximately 240 mm, respectively.
  • the distance between the set of positive electrodes and the set of negative electrodes arranged to face each other is approximately 180 mm.
  • the insertion port was arranged in a substantially rectangular shape at an approximately central portion of the four rod-shaped electrodes.
  • the insertion slot (1105b) opens in a substantially rectangular shape with the length of one side parallel to the line connecting the electrodes of the same polarity being approximately 155 mm and the length of the side orthogonal to this side being approximately 20 mm.
  • the sorting material is a mixture of PS and ABS crushed to a size of about 8 mm in a one-to-one relationship and triboelectrically charged in advance.
  • the collection part (1106a) used a collection container partitioned and partitioned into 13 in a row from the positive electrode side to the negative electrode side. Among these, what was collected in the 5th section from the positive electrode side shall be selected as PS. Further, it is assumed that those collected in the ninth to thirteenth sections counted from the positive electrode side are selected as ABS. Those collected in the 6th to 8th sections were not selected at all.
  • FIG. 12 (a) shows the results of trials performed three times under the above conditions. “Purity (%)” and “Recovery rate (%)” will be described by way of an example of selecting PS.
  • purity is the ratio of the mass of actual PS to the total mass of the sorted material collected as PS.
  • the recovery rate is the ratio of the mass of the sorted material collected as PS to the total mass of PS charged into the sorting device.
  • FIG. 12 (b) shows the results when the mass ratio of PS and ABS is 7: 3.
  • PS the results were 99.9 percent purity and 97.1 percent recovery
  • ABS the results were 99.7 percent purity and 98.7 percent recovery.
  • FIG. 12 (c) shows the result of electrostatic selection under the same conditions (mixing ratio 1: 1) as shown in FIG. 12 (a) except that PS and ABS are replaced with PP and PE. .
  • the results were 99.3 percent purity and 89.6 percent recovery, and for PE were 99.2 percent purity and 87.5 percent recovery.
  • the electrostatic sorting device of this embodiment can provide an electrostatic sorting device with high purity and high recovery rate.
  • the electrostatic sorting apparatus rotates the rod-shaped electrode based on the first embodiment.
  • the sorting material collides with the rod-shaped electrode, it is possible to suppress a drop in sorting accuracy, and the sorting target attached to the electrode can be easily removed using, for example, a brush or the like. be able to.
  • the electrostatic sorting apparatus of this embodiment may be provided with a drive unit that rotates and drives the rod-shaped electrode at a desired direction and speed in the electrostatic sorting apparatus of the first embodiment. Since the configuration other than the drive unit is the same as that of the electrostatic sorting apparatus in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
  • the drive unit rotates the rod-shaped electrode about its central axis.
  • a known technique such as an electric motor can be used.
  • the direction in which the rod-shaped electrode is rotated will be described with reference to FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing the electrostatic sorting device from above.
  • the pair of rod-like positive electrodes (1301, 1302) rotate inward in opposite directions, the rod-like electrode (1301) rotates clockwise, and the rod-like electrode (1302) rotates counterclockwise.
  • the rod-shaped negative electrodes (1303, 1304) also rotate in the opposite directions toward each other, the rod-shaped electrode (1303) rotates clockwise, and the rod-shaped electrode (1304) rotates counterclockwise.
  • the rod-shaped electrodes when it has three or more rod-shaped electrodes as shown in FIG.2 and FIG.7, it is preferable to rotate the rod-shaped electrodes arrange
  • the effect obtained by rotating the rod-shaped electrode is as follows.
  • the negative sorting material (1306) input from the input port is drawn to the positive electrode side from the electric field applied by the pair of rod-shaped positive electrodes.
  • the electric charge charged in the negative sorting material is high, there is a possibility of colliding with the rod-shaped positive electrode (1301).
  • a force in the rotation direction of the rod-shaped electrode at the collision point is applied to the negative sorting material.
  • the direction (1307) in which a negative selection material rebounds when colliding with the rod-shaped electrode which does not rotate it rebounds in the direction (1308) farther away from an insertion port. Therefore, even when the sorting material collides with the rod-shaped electrode, the probability of rebounding to the inlet side due to the collision is reduced, and the sorting material is collected in the collection section to be collected as the negative sorting material.
  • a brush, a scraper or the like in the vicinity of the outer peripheral surface of the rotating rod-like electrode. Even when the sorting material adheres to the rod-shaped electrode, the sorting material adhered by a brush or the like can be removed from the rod-shaped electrode.
  • the rod-shaped electrode disposed at a position sandwiched between the outer rod-shaped electrodes is rotated, and a removing means such as a brush is provided to improve the accuracy of sorting. The recovery rate can be further improved.
  • the rod-shaped electrode When the rod-shaped electrode has an auxiliary electrode having an inverted U shape or the like, the rod-shaped electrode can be rotated about its central axis by dividing the auxiliary electrode and the rod-shaped electrode.
  • the polarity of the voltage applied to a rod-shaped electrode and an auxiliary electrode is the same, there is little possibility that discharge will arise.
  • the electrostatic sorting device of the present embodiment is based on the first or second embodiment, and by making the rod-shaped electrode rotatable, by converting the energy of collision into the rotational motion of the rod-shaped electrode, the rebounding force is suppressed, It is an electrostatic sorting device that can change the angle of rebound and suppress a drop in sorting accuracy.
  • the electrostatic sorting device is rotatably supported by the impact of the sorting material into which the rod-shaped electrode is charged. Except for the configuration in which the rod-like electrode is rotatable, the configuration is the same as that of the electrostatic sorting device according to the first or second embodiment, and thus description thereof is omitted here.
  • the sorting material put in from the loading port may collide with the rod-shaped electrode when the charged electric charge is high.
  • the rod-shaped electrode is supported by being rotatably supported about its central axis, and in the event of a collision impact, the energy of the colliding sorting material is converted into the energy of the rotational movement of the rod-shaped electrode, thereby colliding. Suppresses the force that the sorting material bounces due to impact.
  • the electrostatic sorting apparatus can provide an electrostatic sorting apparatus that suppresses a reduction in sorting accuracy as much as possible even when a sorting material collides with a rod-shaped electrode.
  • Electrostatic Sorting Device 0101 Rod-shaped Positive Electrode 0102 Rod-shaped Positive Electrode 0103 Rod-shaped Negative Electrode 0104 Rod-shaped Negative Electrode 0105 Positive Sorting Material 0106 Negative Sorting Material 0107 Input Port 0108 Recovery Unit

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

【課題】板状電極を用いた従来の静電選別装置において、帯電した選別材料が板状電極に衝突し、その衝撃で跳ね返ることにより、選別精度が低下してしまうという問題がある。 【解決手段】上記課題を解決するために、正電圧が印加された少なくとも一組の棒状正電極と、前記正電極と対向するよう配置され負電圧が印加された少なくとも一組の棒状負電極と、前記対向する電極間の上部に配置され、帯電処理をされた選別材料を投入するための投入口と、前記棒状電極の下部に配置され、前記帯電処理され、前記棒状正電極と棒状負電極とにより発生した電界中を帯電特性に応じて偏向して落下する選別材料を回収する回収部とを有する静電選別装置を提供する。

Description

静電選別装置
　本発明は、帯電処理した異なる成分の複数種類の選別材料を、電圧を印加した電極により生じた電場に投入して、選別材料の帯電特性に応じて分離、選別する静電選別装置に関するものであり、特に選別のための電場を生じさせる電極に関するものである。
　静電選別装置は、プラスチック類などの比重差が小さい複数の選別材料を選別する場合によく用いられている。選別対象となり得るプラスチック類は多種存在し、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）などが挙げられる。この中で、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）とアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）の比重や、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の比重は、ほとんど同じであり、それらが混在する被処理物を選別する際に静電選別装置は効果的である。
　従来から存在する静電選別装置を、図１４を用いて説明する。図１４は、基本的な静電選別装置の概念図である。静電選別装置は、正電圧が印加される板状電極（１４０１）と負電圧が印加される板状電極（１４０２）とが、向き合うように配置されている。選別材料は、あらかじめ摩擦などにより帯電させておく。選別材料は、帯電序列に従って、一方（１４０３）は負に帯電し、もう一方（１４０４）は正に帯電する。これらの選別材料は、向き合って配置される板状電極間に投入される。負に帯電した選別材料は、正電圧が印加される板状電極に引き寄せられ、また、正に帯電した選別材料は、負電圧が印加される板状電極に引き寄せられる。このように、板状電極に引き寄せられながら落下することにより、負に帯電した選別材料と正に帯電した選別材料とが、分離してそれぞれの容器（１４０５、１４０６）に回収される。また、分離が不明瞭なものが、その中間の容器（１４０７）に回収される。このように分離が不明瞭となってしまう原因としては、例えば、選別材料に帯電した電荷量にばらつきが生じ、帯電した電荷量が小さい選別材料が生じてしまうことや、電極に印加される電圧が低いことにより選別材料を引き寄せる力が弱いことなどが挙げられる。
　そこで、選別精度を高めるために電極に印加する電圧を高くした場合には、以下のような問題が生じることになる。図１５を用いて説明する。印加電圧を高くした正の板状電極（１５０１）と負の板状電極（１５０２）との間に、負に帯電した選別材料（１５０３）と正に帯電した選別材料（１５０４）とを投入した場合に、印加される電圧が高いため選別材料が強い力で引き寄せられることになり、選別材料が板状電極に衝突してしまうことがある。衝突した選別材料は、衝突した衝撃で跳ね返り、結果的に分離が不明瞭な回収容器（１５０５）に落下してしまう。このように分離精度を高めるために印加電圧を上げると、かえって分離精度が低下してしまうという問題が生じてしまう。
　そこで、選別材料が衝突する頻度を低下させることにより、分離精度を高める技術が提案されている。例えば、特開２００２－２０４９８０号公報には、板状電極を、選別材料の落下方向に沿って電極間隔が広くなるように配置したり、また、板状電極を格子状や梯子状に形成し、選別材料が当該電極を通り抜けられるようにする工夫が提案されている。
特開２００２－２０４９８０号公報
　しかしながら、板状電極を格子状や梯子状にしたとしても、格子や梯子の隙間を通り抜けることのできる選別材料の数には限りがあり、電極に衝突することによる選別精度の低下という問題に対しての十分な解決とは言えない。これは、板状電極自体が選別材料を引き寄せるという構成を採用していることに起因する。
　そこで、上記課題を解決するために以下の静電選別装置を提供する。すなわち、第一の発明として、正電圧が印加された少なくとも一組の棒状正電極と、前記正電極と対向するよう配置され負電圧が印加された少なくとも一組の棒状負電極と、前記対向する電極間の上部に配置され、帯電処理をされた選別材料を投入するための投入口と、前記棒状電極の下部に配置され、前記帯電処理され、前記棒状正電極と棒状負電極とにより発生した電界中を帯電特性に応じて偏向して落下する選別材料を回収する回収部とを有する静電選別装置を提供する。
　第二の発明として、前記棒状正電極又は／及び棒状負電極は角のない棒状電極である第一の発明に記載の静電選別装置を提供する。
　第三の発明として、前記棒状正電極又は／及び棒状負電極は、その中心軸を略中心として回転可能に設けられている第一の発明又は第二の発明に記載の静電選別装置を提供する。
　第四の発明として、前記棒状正電極又は／及び棒状負電極を回転駆動する駆動部を備える第三の発明に記載の静電選別装置を提供する。
　第五の発明として、前記棒状正電極又は／及び棒状負電極は、選別材料の衝突衝撃により回転自在に軸支されている第三の発明に記載の静電選別装置を提供する。
　第六の発明として、前記棒状電極により生じる電界を制御するための補助電極を有する第一の発明から第五の発明のいずれか一に記載の静電選別装置する。
　第七の発明として、前記棒状正電極又は／及び棒状負電極は、同極の棒状電極の上端部を互いに連結するよう設けられた補助電極を有する第六の発明に記載の静電選別装置を提供する。
　第八の発明として、前記対向する棒状電極よりも投入口に対して外側に対向して配置され、かつ、落下方向に対向間隔が広がるように傾いて配置される板状補助電極を有する第六の発明又は第七の発明に記載の静電選別装置を提供する。
　本発明により、選別材料が電極に衝突することを防止し、優れた分離精度及び回収率を担保できる静電選別装置を提供する。
実施形態１の静電選別装置の概念を示す概念図。 棒状電極の概念図。 実施形態１の静電選別装置の概念を示す図。 補助電極を有する棒状電極の三次元解析モデルを示す図。 棒状電極の三次元解析モデルを示す図。 電界強度の解析結果を示す図 補助電極を有する棒状電極の概念を示す概念図。 棒状電極の配置の概念を示す概念図。 補助電極を有する棒状電極の概念を示す概念図。 板状補助電極を有する静電選別装置の概念を示す概念図。 実施形態１の静電選別装置の具体例を示す図。 実施形態１の静電選別装置の具体例における試用結果。 実施形態２の静電選別装置における棒状電極の概念を示す概念図。 従来の静電選別装置の概念を示す概念図。 従来の静電選別装置における問題点を示す概念図。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。なお、本発明は、これらの実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
　実施形態１は、主に請求項１、２、６、７、８などに関する。実施形態２は、主に請求項３、４などに関する。実施形態３は、主に請求項５などに関する。
＜実施形態１＞
＜実施形態１　概要＞
　本実施形態の静電選別装置は、正電圧が印加された少なくとも一組の棒状正電極と、負電圧が印加された少なくとも一組の棒状負電極とを、対向するよう配置することを特徴とするものである。このように棒状電極を一組にして各棒状電極に電圧を印加することにより、板状電極を配置して電場を生じさせるのと同様の効果を得るとともに、一組の棒状電極間を選別材料が通過することにより、選別材料が電極に衝突することを防止して選別精度及び回収率を高めることが可能な静電選別装置を提供することができる。
＜実施形態１　構成＞
　図１は、本実施形態に係る静電選別装置の概念の一例を示す図である。静電選別装置（０１００）は、正電圧が印加された一組の棒状正電極（０１０１、０１０２）と、前記棒状正電極と対向するよう配置され負電圧が印加された一組の棒状負電極（０１０３、０１０４）と、前記電極の上部に配置され、帯電処理により正に帯電した正選別材料（０１０５）と負に帯電した負選別材料（０１０６）を投入するための投入口（０１０７）と、投入口から投入され偏向して落下する選別材料を回収する回収部（０１０８）とを有する。
　本実施形態に係る静電選別装置は、少なくとも一組の棒状正電極と、少なくとも一組の棒状負電極とを向き合わせることで、板状正電極と板状負電極とを向き合わせることにより生じる電場と同様の電場を生じさせる。この電場に帯電処理された選別材料を投入して、正に帯電している材料は負電極側へ、負に帯電している材料は正電極側へ、その選別材料の帯電特性に応じて偏向させて落下させることにより選別回収するものである。ここで、「一組の棒状正電極」とは、平行に配置した一揃いの棒状電極をいう。図１の場合は、２本の棒状電極を一組の棒状正電極とし、それらの棒状電極に同等の電圧を印加することで電場を生じさせるようにしている。また、図２に示すように３本の棒状電極を用いる場合には、１本目の棒状電極（０２０１）と２本目の棒状電極（０２０２）とで擬似的に一の板状電極を形成することができるとともに、２本目の棒状電極（０２０２）と３本目の棒状電極（０２０３）とでさらに一の板状電極を疑似的に形成することができる。
　「棒状正（負）電極」の本数を増やし、それに応じて投入口のサイズや数を適宜選択することにより、選別効率の向上を図ることができる。投入口は、選別材料が棒状電極に衝突せず、その間を通過し、偏向落下による選別可能な位置に設けられることが好ましく、例えば、棒状電極を３本とした場合には、１本目と２本目の棒状電極の間に選別材料が通過するように投入口（０２０４）を設けるとともに、２本目と３本目の棒状電極の間に選別材料が通過するように投入口（０２０５）を設けることが好ましい。このようにすることで、選別精度、回収率を維持しつつ、選別装置の処理能力を増やすことができる。
　図１に示した静電選別装置は独立した２本の棒状電極により電界を生じさせているが、他の態様として、棒状電極により生じる電界を制御するための補助電極を備える構成としてもよく、特に投入口近傍の電界強度を強化するよう設けられていることが好ましい。例えば、図３に示す静電選別装置のように、２本の電極の上端部を逆Ｕ字型形状に連結し、補助電極（０３０４、０３０５）として機能させてもよい。この場合には、投入口（０３０３）の近くに位置する補助電極（０３０４、０３０５）からも電界が生じ、投入口付近でも強い電界強度が得られる。そのため、選別材料に対して投入当初の段階で正負それぞれの棒状電極側へ引き寄せる力がより強く作用し、効率よく分離され選別効果をより高めることができる。
　図３に示した２本の電極の上端部に逆Ｕ字型形状の補助電極を有する場合と、図１に示した独立した２本の棒状電極を用いた場合との電界強度の違いを、図４～図６を用いて説明する。図４は、逆Ｕ字型形状の補助電極を有する棒状電極の電界強度を解析するための三次元解析モデルを示すものであり、図４（ａ）は、その斜視図を示したものである。図４（ｂ）は、Ｘ軸－Ｚ軸面を示したものである。図４（ｃ）は、Ｘ軸－Ｙ軸面を示したものである。また、図５は、図４と同様に、補助電極のない一対の棒状電極の電界強度を解析するための三次元解析モデルを示したものである。図６は、電界強度の解析結果を示したものである。図示したように、逆Ｕ字型の補助電極を有する棒状電極の電界強度（０６０１）は、棒状電極の電界強度（０６０２）よりも大きいことがわかる。
　補助電極の他の例を図７に示す。図７（ａ）は、３本の棒状電極の端部にアーチ型の補助電極を設けた例を示すものである。また、図７（ｂ）は、３本の棒状電極の端部に直線状に連結するように設けられた補助電極の例を示すものである。なお、棒状電極の上端部を連結するように設けられる補助電極は棒状に限られず、図９に示すような板状としてもよい。
　図９は、他の態様の補助電極の例を示すものである。棒状正電極（０９０１）と一組の棒状負電極（０９０２）の上端部には、それぞれに板状の補助電極（０９０３、０９０４）が設けられている。投入口の付近に補助電極を配置することにより、図３に示す逆Ｕ字型の補助電極と同様に投入口付近で大きな電界強度を得ることができる。これにより、選別材料に対してより強く引き寄せる力が働くことになり、選別の精度を高めることができる。なお、投入口との鉛直方向における相対位置を調節することにより、投入される選別材料が補助電極に衝突や吸着することを回避することができる。
　さらに別の態様にて補助電極を用いることもできる。補助電極を加えた別の態様を図１０に示す。静電選別装置（１０００）は、棒状正電極（１００１、１００２）と棒状負電極（１００３、１００４）とを有し、さらに、板状の正の補助電極（１００５）と板状の負の補助電極（１００６）とを有する。この板状補助電極は、対向する棒状電極よりも投入口（１００７）に対して外側に対向して配置され、かつ、落下方向に沿って対向間隔が広がるように、それぞれが傾いて配置される。板状補助電極を投入口に近づけて配置することにより、投入当初の段階で選別材料に対してより強く引き寄せる力が働くことになり、選別の精度を高めることができる。板状補助電極の上端部の位置を鉛直方向において投入口の位置と同等にするとともに、回収部に向けて板状電極間の間隔を広げるように配置することにより、投入される選別材料が板状補助電極に衝突や吸着することを回避することができる。
　棒状正電極（０１０１、０１０２）には、正電圧が印加される。棒状電極は「角のない」ものが好ましい。「角のない」とは、棒状の電極の表面において、とがって突出した部分がないことを意味する。これは、絶縁破壊によるコロナ放電を抑制し、選別するための電場が失われたり乱れてしまうことによる選別精度の低下を防止するためである。図１においては、角のない棒状正電極として断面が略円形となる棒状電極を示している。他にも、断面が楕円や卵型などの棒状電極であってもよい。なお、棒状電極の上面及び底面の周縁部をセラミックス等の絶縁材料などで被覆することが好ましい。
　上述したように、棒状電極は「角のない」ものが好ましいが、上記の断面が略円形に限定するものではない。角のある棒状電極はコロナ放電などを生じさせてしまうおそれがあるが、放電が生じにくい形状を採用すればよい。例えば、断面形状が多角形であっても角をなだらかにしてもよいし、あるいは、棒状電極の表面を絶縁材料で被覆するなどして、放電が生じにくいようにすればよい。
　棒状電極は、正極側と負極側とが互いに略平行となるように配置され、かつ、地上面と略垂直方向に配置されることが好ましい。しかし、そのような配置に限定するものではなく、例えば、投入口側における電極間の距離よりも回収部側における電極間の距離を長くしてもよいし、あるいは、その逆であってもよい。また、地上面と略平行方向に配置することを除外するものでもない。また、同極性の棒状電極同士の間隔についても、等距離に限定するものではなく、投入口側における電極間の距離よりも回収部側における電極間の距離を長くしてもよいし、あるいは、その逆であってもよい。
　棒状正電極を構成するそれぞれの電極には、高圧電源から正電圧が印加され、また、高圧電源の他方は接地される。図１に示すように一組の棒状正電極に正電圧を印加することにより、それら電極間および電極の周辺には電場が生じ、正電圧が印加された板状電極が配置されるのと同様に、負に帯電した選別材料を引き寄せることができる。
　棒状負電極は、棒状正電極と対向するように配置される。棒状負電極と棒状正電極との配置及び形態は、同様にすることが好ましい。例えば、棒状正電極間の距離と、棒状負電極間の距離、太さ、長さは、揃えることが好ましい。
　一組の棒状正電極と一組の棒状負電極との配置例を、図８を用いて説明する。図８は、四つの各棒状電極の位置関係を上方から見た図である。一組の棒状正電極を構成する各棒状電極（０８０１、０８０２）は、略平行に配置され、また、一組の棒状負電極を構成する各棒状電極（０８０３、０８０４）も、略平行に配置される。そして、一組の棒状正電極と一組の棒状負電極とが対向して配置され、それら四つの棒状電極の断面中心を線で結ぶとしたなら、結ばれた線が、上方から見た場合に、略長方形を形作るように配置される。
　選別材料は帯電処理をされて投入口に投入される。「帯電処理」とは、選別材料となる材料に電荷を帯びさせるための処理である。例えば、帯電処理の方法として、コロナ帯電法、摩擦帯電法、誘導帯電法等を挙げることができる。以下に、帯電された選別材料を静電選別する一実施例を、図１を用いて説明する。
　プラスチックは、任意の前処理工程を経て、例えば、粉砕機などにより粉砕され粒状にした後、帯電処理が施されて選別材料とすることができる。選別材料の大きさとしては、粒径１～１５ｍｍ程度が好ましく、２～１２ｍｍ程度がより好ましく、３～１０ｍｍ程度が、取扱性、選別性においてさらに好ましい。帯電する電荷の極性は、それぞれの材質の帯電序列に応じたものとなる。摩擦帯電処理する場合、例えば、サイクロン装置や回転式分散ディスクなどの公知の技術を用いることができる。ポリスチレン（以下、ＰＳと略称）とアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（以下、ＡＢＳと略称）とが混在する選別材料を、摩擦帯電処理した場合には、ＡＢＳの方が、帯電序列が上位なので、正に帯電し、ＰＳは負に帯電することになる。
　このように正に帯電した正選別材料（０１０５）と、負に帯電した負選別材料（０１０６）との混合体を投入口（０１０７）から投入する。上述した摩擦帯電装置の排出部と、選別装置の投入口とを連結し、選別材料を連続的に搬送可能に構成することが好ましい。投入口は、棒状正電極と棒状負電極との間の略中央部上側に配置される。投入口の開口面積、形状等は、投入する選別材料の形状、量、棒状電極の配置、電極に印加される電圧などに応じて、適宜、設定することができる。
　上記のような構成をとることにより、帯電処理され正に帯電した選別材料は、棒状負電極側に引き寄せられつつ落下し、棒状電極の間を通過して負電極側にて回収される。負選別材料も同様に、棒状正電極側に引き寄せられ回収される。
　回収部（０１０８）は、投入口から投入され、静電気力により帯電量に応じて偏向して落下する選別材料を回収する。例えば、正の電極により引き寄せられる負選別材料は正の電極側にて回収し、負の電極により引き寄せられる正選別材料は負の電極側で回収し、帯電しない選別材料は投入口から自由落下した位置で回収できる。これにより、異種材料が混在する選別材料を、材質ごとに分離して回収することができる。また、選別材料の帯電の強弱に応じて回収することもできる。すなわち、強く帯電した選別材料と弱く帯電した選別材料とでは、帯電の極性が同じであっても、電場に引き寄せられる力が相違するため落下地点が異なり、各々を選別して回収することができる。回収部は、例えば、複数のケースを一列に並べる構成としてもよいし、一のケースに複数の仕切りを設ける構成としてもよい。少なくとも所望のプラスチックを他のものと分離して回収できるものであればよい。
　投入口は、対向する正負の棒状電極間の上部に配置されていれば、必ずしも正負の棒状電極間の中央部でなくてもよい。これは、帯電していない選別材料と正負いずれかに帯電した選別材料とを選別する場合や、同極であって帯電の強弱により選別する場合などでは、投入口の位置を中央部からずらすことで、選別精度が高くなる場合があるからである。なお、「上部」とは、少なくとも回収部に対して上方であって、棒状電極との関係において、相対的に上側にあるという意味である。
　本実施形態の静電選別装置は、リサイクルの分野におけるプラスチック類、例えば、ペットボトル等の飲料用のキャップ、日用品ボトル、チューブ、食料品パック、食料品カップ、トレイ、卵パック、レジ袋、家電系廃プラスチック等の選別の他、例えば、農業分野において、収穫物と混合異物との分別などにおいても好適に活用することができる。
＜実施形態１　試用結果＞
　本実施形態の静電選別装置の試用結果を説明する。静電選別装置の具体的な構成について図１１の（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。本試用における静電選別装置（１１００）は、銅製の角のない棒状電極（１１０１ａ、１１０２ａ、１１０３ａ、１１０４ａ）を用いた。各棒状電極は、直径が略８０ｍｍ、長さが略９５４ｍｍである。各棒状電極と投入口の配置は以下の通りである。一組の棒状正電極を構成する各電極（１１０１ｂ、１１０２ｂ）間の距離、および、一組の棒状負電極を構成する各電極（１１０３ｂ、１１０４ｂ）間の距離は、それぞれ略２４０ｍｍである。向き合って配置される一組の正電極と一組の負電極との間の距離は、略１８０ｍｍである。投入口は、四つの棒状電極の略中央部に略長方形に開口させて配置した。投入口（１１０５ｂ）は、同極の電極を結ぶ線と平行となる一辺の長さを略１５５ｍｍとし、この辺と直交する辺の長さを略２０ｍｍとした略長方形状に開口するものである。
　試用に際して、正電極には、略６５ｋＶの電圧を印加し、負電極には略－６５ｋＶの電圧を印加した。選別材料は、概ね８ｍｍ前後の大きさに破砕したＰＳとＡＢＳを１対１にて配合し、あらかじめ摩擦帯電させておいたものである。回収部（１１０６ａ）は、正電極側から負電極側に向けて一列に１３に仕切って区画した回収容器を用いた。このうち、正電極側から５番目までの区画にて回収されたものをＰＳとして選別されたものとする。また、正電極側から数えて９番目から１３番目の区画にて回収されたものをＡＢＳとして選別されたものとする。６番目から８番目の区画にて回収されたものは、いずれにも選別されなかったものとした。
　図１２（ａ）は、上記の条件において３回行った試用結果を示したものである。「純度（％）」と「回収率（％）」について、ＰＳを選別する場合を例として説明する。まず、純度とは、ＰＳであるとして回収された選別材料の全質量に対する、実際のＰＳの質量の割合である。また、回収率とは、選別装置に投入されたＰＳの全質量に対する、ＰＳであるとして回収された選別材料の質量の割合である。
　図１２（ａ）に示すように、ＰＳについては、純度が９９．８～１００パーセント、回収率が９７．８～９８．８パーセントという結果が得られ、ＡＢＳについては、純度が１００パーセント、回収率が９６．３～９７．６パーセントという結果が得られた。
　図１２（ｂ）は、ＰＳとＡＢＳの質量比を７：３とした場合の結果である。ＰＳについては、純度が９９．９パーセント、回収率が９７．１パーセントという結果が得られ、ＡＢＳについては、純度が９９．７パーセント、回収率が９８．７パーセントという結果が得られた。
　　図１２（ｃ）は、ＰＳとＡＢＳを、ＰＰとＰＥに代えた以外は図１２（ａ）に示したのと同じ条件（混合比１：１）で静電選別した結果を示すものである。ＰＰについては、純度が９９．３パーセント、回収率が８９．６パーセントという結果が得られ、ＰＥについては、純度が９９．２パーセント、回収率が８７．５パーセントという結果が得られた。
＜実施形態１　効果＞
　本実施形態の静電選別装置により、純度、回収率の高い静電選別装置を提供することが可能となる。
＜実施形態２＞
　本実施形態の静電選別装置は、実施形態１を基本として、棒状電極を回転させる。これにより、棒状電極に選別材料が衝突した場合でも、選別精度の低下を抑制することが可能となり、また、電極に付着した選別対象を、例えば、ブラシ等を用いて除去することを容易に行うことができる。
＜実施形態２　構成＞
　本実施形態の静電選別装置は、実施形態１の静電選別装置において、棒状電極を所望の方向、速度で回転駆動する駆動部を設けてもよい。駆動部以外の構成は、実施形態１における静電選別装置と同様であるので、ここでの説明は省略する。
　駆動部は、棒状電極をその中心軸を略中心として回転させる。回転させるための駆動部としては、電気モータ等の公知技術を用いることができる。棒状電極を回転させる方向を、図１３を用いて説明する。図１３は静電選別装置を上方から示した図である。一組の棒状正電極（１３０１、１３０２）は、互いに内側に向けて反対方向に回転し、棒状電極（１３０１）は時計回りに回転し、棒状電極（１３０２）は、反時計回りに回転する。また、棒状負電極（１３０３、１３０４）も、互いに内側に向けて反対方向に回転し、棒状電極（１３０３）は時計回りに回転し、棒状電極（１３０４）は反時計回りに回転する。なお、図２や図７で示したように棒状電極を３本以上有する場合、外側に配置される棒状電極を、上述したように互いに内側に向かって回転させることが好ましい。また、間に挟まれる位置に配置される棒状電極（例えば、図２における２本目の棒状電極）については、いずれかの方向に、選別対象をはじき飛ばさない程度の速度でゆっくりと回転させることが好ましい。
　棒状電極が回転することにより得られる効果は、以下のようになる。投入口から投入された負選別材料（１３０６）は、一組の棒状正電極により付与される電場より正電極側に引き寄せられる。このとき、負選別材料に帯電した電荷が高い場合には、棒状正電極（１３０１）に衝突するおそれがある。棒状正電極が上述したように回転することで、負選別材料に対して、衝突点における棒状電極の回転方向への力が加えられる。これにより、回転しない棒状電極と衝突した場合に負選別材料が跳ね返る方向（１３０７）と比較して、より投入口から遠ざかる方向（１３０８）に跳ね返る。したがって、選別材料が棒状電極と衝突した場合であっても、衝突により投入口側へ跳ね返る確率は低下し、負選別材料として回収されるべき回収区画にて回収される。
　また、回転する棒状電極の外周面近傍にブラシやスクレイパー等を設けることも好ましい。選別材料が棒状電極に付着した場合であっても、ブラシ等により付着した選別材料を棒状電極から除去することができる。なお、上述したように３本以上の棒状電極を有する場合には、外側の棒状電極に挟まれる位置に配置される棒状電極を回転させるとともにブラシ等の除去手段を設けることにより、選別の精度や回収率のより向上を図ることができる。
　棒状電極が、逆Ｕ字型形状等の補助電極を有する場合には、補助電極と棒状電極とを、分割することで、棒状電極をその中心軸を略中心として回転させることができる。なお、棒状電極と補助電極に印加される電圧の極性が同じであるため、放電が生じるおそれは少ない。一方、棒状電極と補助電極との分割の端部の周縁部などを丸くして角を落としたり、当該部分をセラミックス等の絶縁材料などで被覆し、コロナ放電を抑止することが、より好ましい。
＜実施形態２　効果＞
　本実施形態の静電選別装置により、選別材料が棒状電極に衝突した場合であっても、選別の精度の低下を極力抑えた静電選別装置を提供することができる。
＜実施形態３＞
＜実施形態３　概要＞
　本実施形態の静電選別装置は、実施形態１又は２を基本として、棒状電極を回転自在とすることにより、衝突のエネルギーを棒状電極の回転運動に変換することにより、跳ね返る力を抑えるとともに、跳ね返る角度を変化させ、選別精度の低下を抑制することが可能な静電選別装置である。
＜実施形態３　構成＞
　本実施形態の静電選別装置は、棒状電極が投入された選別材料の衝突衝撃により回転自在に軸支されている。棒状電極を回転自在とする構成以外については、実施形態１又は２における静電選別装置と同様であるので、ここでの説明は省略する。
　投入口から投入される選別材料は、帯電した電荷が高い場合などには棒状電極に衝突してしまう場合が起こりえる。そこで、棒状電極をその中心軸を略中心として回転自在に軸支することで、衝突衝撃の際に、衝突する選別材料が有するエネルギーを棒状電極の回転運動のエネルギーに変換することにより、衝突した選別材料が衝突衝撃により跳ね返る力を抑える。
　また、選別材料が回転自在な棒状電極と衝突する際に、跳ね返る角度が、回転しない棒状電極と衝突した場合のものと異なることとなる点については、実施形態２の場合と同様である。
＜実施形態３　効果＞
　本実施形態の静電選別装置により、選別材料が棒状電極に衝突した場合であっても、選別の精度の低下を極力抑えた静電選別装置を提供することができる。
　　０１００　静電選別装置
　　０１０１　棒状正電極
　　０１０２　棒状正電極
　　０１０３　棒状負電極
　　０１０４　棒状負電極
　　０１０５　正選別材料
　　０１０６　負選別材料
　　０１０７　投入口
　　０１０８　回収部

　
　

Claims (8)

  1. 　正電圧が印加された少なくとも一組の棒状正電極と、
    　前記正電極と対向するよう配置され負電圧が印加された少なくとも一組の棒状負電極と、
    　前記対向する電極間の上部に配置され、帯電処理をされた選別材料を投入するための投入口と、
    　前記棒状電極の下部に配置され、前記帯電処理され、前記棒状正電極と棒状負電極とにより発生した電界中を帯電特性に応じて偏向して落下する選別材料を回収する回収部と、
    を有する静電選別装置。
  2. 　前記棒状正電極又は／及び棒状負電極は角のない棒状電極である請求項１に記載の静電選別装置。
  3. 　前記棒状正電極又は／及び棒状負電極は、その中心軸を略中心として回転可能に設けられている請求項１又は２に記載の静電選別装置。
  4. 　前記棒状正電極又は／及び棒状負電極を回転駆動する駆動部を備える請求項３に記載の静電選別装置。
  5. 　前記棒状正電極又は／及び棒状負電極は、選別材料の衝突衝撃により回転自在に軸支されている請求項３に記載の静電選別装置。
  6. 　前記棒状電極により生じる電界を制御するための補助電極を有する請求項１から５のいずれか一に記載の静電選別装置。
  7. 　前記棒状正電極又は／及び棒状負電極は、同極の棒状電極の上端部を互いに連結するよう設けられた補助電極を有する請求項６に記載の静電選別装置。
  8. 　前記対向する棒状電極よりも投入口に対して外側に対向して配置され、かつ、落下方向に対向間隔が広がるように傾いて配置される板状補助電極を有する請求項６又は７に記載の静電選別装置。
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