(57)【要約】【課題】低密度物の純度を向上させることが可能なエアテーブル型分離装置を提供する。【解決手段】本発明のエアテーブル型分離装置１００は、分離対象物の投入部から分離後対象物の排出部へ至る経路となる底板２と、当該経路を挟み投入部側から排出部側へ延びる１対の側板４ａ，ｂと、１対の側板４ａ，ｂ相互間で当該経路を横切る向きに延びる少なくとも１の邪魔板６と、を有し、底板２が、投入部側から排出部側へ下り、かつ側板の一方４ａから他方４ｂへ下る傾斜１０および、気体の噴出手段を備え、邪魔板６は、側板の一方４ａと離間し、かつ側板の他方４ｂと接触し、さらに底板２からの高さが、側板の一方４ａ側よりも側板の他方４ｂ側が低い。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離対象物の投入部から分離後対象物の排出部へ至る経路となる底板と、
前記経路を挟み前記投入部側から前記排出部側へ延びる１対の側板と、
前記１対の側板相互間で前記経路を横切る向きに延びる少なくとも１の邪魔板と、を備え、
前記底板が、前記投入部側から前記排出部側へ下り、かつ前記側板の一方から他方へ下る傾斜および、気体の噴出手段を備える、エアテーブル型分離装置であって、
前記邪魔板は、前記側板の一方と離間し、かつ前記側板の他方と接触し、さらに前記底板からの高さが、前記側板の一方側よりも前記側板の他方側が低い、エアテーブル型分離装置。
【請求項２】
前記邪魔板の最も排出部側に位置する邪魔板の前記排出部側に、前記経路に沿って延びる仕切板を備え、
前記仕切板の前記側板の一方側の領域は、前記側板の一方から他方へ下る傾斜と同じ又はより急な傾斜と、前記仕切板と接触し前記側板の一方と離間して前記経路を横切る向きに延びる、前記底板からの高さが、前記側板の一方側よりも前記仕切板側が低い、少なくとも１の邪魔板と、を備え、
前記仕切板の前記側板の他方側の領域は、前記側板の一方から他方へ下る傾斜と同じ又はより緩やかな傾斜であって、前記一方側の領域の傾斜より緩やかな傾斜と、前記側板の他方と接触し前記仕切板と離間して前記経路を横切る向きに延びる、前記底板からの高さが、前記仕切板側よりも前記側板の他方側が低い、少なくとも１の邪魔板と、を備える、請求項１に記載のエアテーブル型分離装置。
【請求項３】
前記分離対象物が使用済み耐火物である、請求項１または２に記載のエアテーブル型分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離対象物を密度差に基づいて分離するエアテーブル型分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉樋の内張りには、耐火物が使用されており、耐火物は、Ａｌ2Ｏ3を主成分とするメタルライン材と、ＳｉＣを主成分とするスラグライン材とを主に含有する。この耐火物は、溶損および損耗が進むと、重機などを使って解体され、スラグライン材とメタルライン材とが混合した状態で廃棄物として排出される。スラグライン材およびメタルライン材は、耐火性に優れているため、それぞれに分離して、耐火物の原料（リサイクル原料）として再利用することが望ましい。ところが、スラグライン材およびメタルライン材は、いずれも炭素を含み、黒色であるため見分けがつかず、従来の分離方法である色彩選別法を工業上用いることは困難である。そこで、スラグライン材の密度がメタルライン材の密度よりも低いことを利用して、密度差によりこれらを分離することができれば、工業上のメリットとなる。密度差による分離には、例えば廃プラスチックなどの分離において知られているエアテーブル型分離装置を用いることができる。
【０００３】
図１を参照して、エアテーブル型分離装置は、分離対象物の投入部から分離後対象物の排出部へ至る経路となる底板２と、当該経路を挟み投入部側から排出部側へ延びる１対の側板４ａ，ｂと、１対の側板４ａ，ｂ相互間で当該経路を横切る向きに延びる少なくとも１の邪魔板６と、を備え、底板２が、投入部側から排出部側へ下り、かつ側板の一方４ａから他方４ｂへ下る傾斜１０および、気体の噴出手段（不図示）を備える。このエアテーブル型分離装置では、底板２を図１に示す振動方向に振動させるとともに、底板２に設けた孔（不図示）から気体を噴出させることにより、投入部から投入された分離対象物を、密度差によって分離する。すなわち、低密度物ｘは、側板の他方側４ｂにて回収され、高密度物ｙは、側板の一方側４ａにて回収される。
【０００４】
このようなエアテーブル型分離装置において、例えば、特許文献１では、分離対象物が底板上に長時間滞留するように邪魔板の高さを調整することにより、分離精度を向上させる技術が提案されている。また、特許文献２では、底板に段差を設けることにより、比重差が微小な分離対象物の選別を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２６６９３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、特許文献１、２に記載のエアテーブル型分離装置を用いて、使用済み耐火物からスラグライン材（低密度物）とメタルライン材（高密度物）とを分離することを試みたところ、分離後のスラグライン材の純度には改善の余地があることが判明した。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、低密度物の純度を向上させることが可能であるエアテーブル型分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、邪魔板を通過する使用済み耐火物を観察したところ、メタルライン材の粒状物は、スラグライン材の粒状物の下に埋もれるようにして、底板にほぼ接して邪魔板を通過することが判明した。そして、さらなる検討を進めたところ、邪魔板の側板の他方側を堰として機能させることにより、低密度物であるスラグライン材の純度を向上させることができるのではないかという着想を得た。
【０００９】
本発明は、上記着想に基づくものであり、その要旨構成は以下のとおりである。
（１）分離対象物の投入部から分離後対象物の排出部へ至る経路となる底板と、
前記経路を挟み前記投入部側から前記排出部側へ延びる１対の側板と、
前記１対の側板相互間で前記経路を横切る向きに延びる少なくとも１の邪魔板と、を備え、
前記底板が、前記投入部側から前記排出部側へ下り、かつ前記側板の一方から他方へ下る傾斜および、気体の噴出手段を備える、エアテーブル型分離装置であって、
前記邪魔板は、前記側板の一方と離間し、かつ前記側板の他方と接触し、さらに前記底板からの高さが、前記側板の一方側よりも前記側板の他方側が低い、エアテーブル型分離装置。
【００１０】
（２）前記邪魔板の最も排出部側に位置する邪魔板の前記排出部側に、前記経路に沿って延びる仕切板を備え、
前記仕切板の前記側板の一方側の領域は、前記側板の一方から他方へ下る傾斜と同じ又はより急な傾斜と、前記仕切板と接触し前記側板の一方と離間して前記経路を横切る向きに延びる、前記底板からの高さが、前記側板の一方側よりも前記仕切板側が低い、少なくとも１の邪魔板と、を備え、
前記仕切板の前記側板の他方側の領域は、前記側板の一方から他方へ下る傾斜と同じ又はより緩やかな傾斜であって、前記一方側の領域の傾斜より緩やかな傾斜と、前記側板の他方と接触し前記仕切板と離間して前記経路を横切る向きに延びる、前記底板からの高さが、前記仕切板側よりも前記側板の他方側が低い、少なくとも１の邪魔板と、を備える、上記（１）に記載のエアテーブル型分離装置。
【００１１】
（３）前記分離対象物が使用済み耐火物である、上記（１）または（２）に記載のエアテーブル型分離装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低密度物の純度を向上させることが可能であるエアテーブル型分離装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のエアテーブル型分離装置の斜視図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態によるエアテーブル型分離装置１００の斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａにおける邪魔板６の断面図である。
【図３Ａ】本発明の第２の実施形態によるエアテーブル型分離装置２００の斜視図である。
【図３Ｂ】エアテーブル型分離装置２００を示す図３ＡのＡ矢視図である。
【図３Ｃ】図３Ａにおける邪魔板６ｂ，ｃの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図２Ａ，Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態によるエアテーブル型分離装置１００を説明する。本実施形態では、分離対象物として、使用済み耐火物に含まれる、スラグライン材ｘ（低密度物）とメタルライン材ｙ（高密度物）を例に説明する。なお、分離対象物は、ジョークラッシャーやバケットクラッシャー等を用いて、予め粒状に破砕しておけばよい。分離対象物の粒子径は、一般に５０ｍｍ以下とすることが好ましいが、たとえば、コンクリート塊の中の砂利のように、破砕前の時点で、砂利が入り交ざって固着している場合には、砂利の粒子径の２倍以下とすることが好ましい。
【００１５】
図２Ａを参照して、エアテーブル型分離装置１００は、分離対象物の投入部から分離後対象物の排出部へ至る経路となる底板２と、当該経路を挟み投入部側から排出部側へ延びる１対の側板４ａ，ｂと、１対の側板４ａ，ｂ相互間で当該経路を横切る向きに延びる少なくとも１の邪魔板６と、を備える。
【００１６】
底板２は、投入部側から排出部側へ下る傾斜（以下、「サイドスロープ８」とも称する。）と、側板の一方４ａから他方４ｂへ下る傾斜（以下、「エンドスロープ１０」とも称する。）と、を有する。なお、本実施形態では、排出部のうち、側板の一方側４ａを「高密度排出部」とも称し、側板の他方４ｂを「低密度排出部」とも称する。また、底板２には、その裏面からおもて面に貫通する孔（不図示）が複数設けられており、これらの孔から空気などの気体が噴出手段（不図示）により上昇流として噴出される。また、底板２は、振動機構（不図示）により、好ましくは邪魔板６と平行な向きに沿って振動可能となっている。
【００１７】
邪魔板６は、側板の一方４ａと離間し、かつ側板の他方４ｂと接触し、さらに底板からの高さが、側板の一方４ａ側よりも側板の他方４ｂ側が低い。以下、この技術的意義について説明する。
【００１８】
エアテーブル型分離装置１００では、底板２を振動させるとともに、孔から気体を噴出させることによって、投入部から投入された分離対象物を密度差により分離する。低密度のスラグライン材ｘは、底板２の振動よりも上昇流の影響を強く受けるため、エンドスロープ１０の下方側（側板の他方４ｂ側）に向かう力を受ける。一方、高密度のメタルライン材ｙは、底板２による摩擦の影響を強く受けるため、底板２の振動によって、エンドスロープ１０の上方側（側板の一方４ａ側）に向かう力を受ける。また、スラグライン材ｘおよびメタルライン材ｙは、邪魔板６の投入部側にて堆積層を形成し、堆積層の下方ではメタルライン材ｙが堆積し、上方ではスラグライン材ｘが堆積する。本発明では、邪魔板６が、側板の他方４ｂと接触し、さらに底板２からの高さが、側板の一方４ａ側よりも側板の他方４ｂ側が低くなっている。そのため、堆積層の上方に堆積したスラグライン材ｘは、側板の他方４ｂ側において邪魔板６を乗り越え、低密度排出部から排出される。一方、堆積層の下方に堆積したメタルライン材ｙは、側板の他方４ｂ側において邪魔板６を乗り越えるのが抑制される。つまり、邪魔板６のうち側板の他方４ｂ側は、メタルライン材ｙに対しては堰として機能する。その結果、低密度排出部において、スラグライン材ｘとメタルライン材ｙとが混在するのを抑制することができ、スラグライン材ｘの純度が向上するのである。なお、特許文献１のように、低密度排出部側における邪魔板の高さが、高密度排出側における邪魔板の高さと同等以上であると、スラグライン材ｘが邪魔板を乗り越えるのが阻害されるので、スラグライン材ｘの純度が低下してしまう。
【００１９】
図２Ｂを参照して、邪魔板６のうち側板の他方４ｂ側の高さｈ１は、ｈ２の１／２０以上１／２以下とすることが好ましい。１／２０以上であれば、メタルライン材がスラグライン材に混入することがさらに抑制され、１／２以下であればスラブライン材の円滑な通過が促進されるからである。また、分離対象物の粒子径があらかじめ判明している場合には、分離対象物の粒子径の算術平均の０．５倍以上３倍以下とすることが好ましい。０．５倍以上であれば、低密度排出部において、スラグライン材ｘの純度をさらに向上させることができるからである。３倍以下であれば、邪魔板６の投入部側に堆積するスラグライン材ｘの層厚を薄くすることができるので、上昇流によるスラグライン材ｘの浮遊がさらに促進される、スラグライン材ｘが底板２に残留するのを抑制することができるからである。
邪魔板６のうち側板の一方４ａ側の高さｈ２は、上限はないが、底板２の高さが最高となる部位と最低となる部位の高低差を邪魔板の枚数で除した値の１／１０よりも大きくすることが好ましい。それは、邪魔板６の両端から離れた位置において、邪魔板６の高さｈ２の部分を乗り越えて互いに混入することをより低減できるからである。また、分離対象物の粒子径があらかじめ判明している場合は、分離対象物の粒子径の算術平均の１／２よりも大きくするほうが好ましい。それは、邪魔板の両端から離れた位置において、邪魔板６の高さｈ２の部分を乗り越えて互いに混入することをより低減できるからである。
なお、「分離対象物の粒子径」とは、分離対象物が全量通過するJIS Z8801-1などに規定される篩の最小目開き、または、破砕した分離対象物の粒子径（円相当径）の算術平均のいずれかを指す。
【００２０】
邪魔板６の断面は、側板の一方４ａ側の第１の矩形領域と、側板の他方４ｂ側の第２の矩形領域と、第１の矩形領域および第２の矩形領域を接続する接続領域とにより画定することが好ましい。また、接続領域において、邪魔板６は、第１の矩形領域から第２の矩形領域に向けて高さが漸減するような傾斜を有することが好ましく、具体的には傾斜角θを１０°以上６０°以下とすることが好ましい。１０°以上とすれば、メタルライン材がスラグライン材に混入することを抑制することができ、６０°以下とすれば、スラグライン材の円滑な通過が促進されるからである。
【００２１】
邪魔板６の厚さは、邪魔板６の上流側に堆積する分離対象物により邪魔板６にかかる荷重で破損したり撓んだりしない厚さであればよい。また、邪魔板６の数は、１枚でもよいが、２枚以上とすることにより分離精度をさらに向上させることができる。
【００２２】
邪魔板６と側板の一方４ａとの隙間の幅は、分離対象物の粒子径の２．５倍以上とすることが好ましい。２．５倍以上であれば、メタルライン材ｙが邪魔板６をより円滑に通過することができるからである。また、隙間の幅は、邪魔板６を設けた位置における底板２の幅の０．５倍以下とすることが好ましい。０．５倍以下であれば、低密度排出部において、スラグライン材ｘとメタルライン材ｙとが混在するおそれがないからである。なお、「隙間の幅」とは、底板２の幅方向に沿う、隙間の長さである。
【００２３】
サイドスロープ８の傾斜角αは、特に限定されないが、例えば１°以上２０°以下とすることができる。また、エンドスロープ１０の傾斜角βは、特に限定されないが、例えば１°以上２０°以下とすることができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図３Ａ〜Ｃを参照して、本発明の第２の実施形態によるエアテーブル型分離装置２００を説明する。
【００２５】
図３Ａを参照して、エアテーブル型分離装置２００は、上述した経路に沿って延びる仕切板１２をさらに備える。すなわち、本実施形態では、第１の実施形態につき説明した底板２が、投入部側に位置する第１の領域２ａならびに、第１の領域２ａに設けられた邪魔板６ａのうち最も排出部側に配置された邪魔板の排出部側において、仕切板１２の側板の他方４ｂ側に位置する第２の領域２ｂおよび、仕切板１２の側板の一方４ａ側に位置する第３の領域２ｃに３分割される。なお、邪魔板６ａには、第１の実施形態につき説明した邪魔板６を用いることができる。
【００２６】
図３Ｂ，Ｃも参照して、底板２は、第２の領域２ｂにおいて、側板の一方４ａから他方４ｂへ下る傾斜が第１の領域２ａと同じ又は第１の領域２ａより緩やかな傾斜１０ｂを有する。また、第２の領域２ｂには、側板の他方４ｂと接触し仕切板１２と離間して当該経路を横切る向きに延びる邪魔板６ｂが設けられる。邪魔板６ｂは、底板２からの高さが、仕切板１２側よりも側板の他方４ｂ側が低い。さらに、底板２は、第３の領域２ｃにおいて、側板の一方４ａから他方４ｂへ下る傾斜が第１の領域２ａと同じ又は第１の領域２ａより急な傾斜１０ｃを有する。さらに、第２の領域２ｂの傾斜は、第３の領域２ｃの傾斜より緩やかである。また、第３の領域２ｃには、仕切板１２と接触し側板の一方４ａと離間して当該経路を横切る向きに延びる邪魔板６ｃが設けられる。邪魔板６ｃは、底板２からの高さが、側板の一方４ａ側よりも仕切板１２側が低い。なお、邪魔板６ｂ，ｃの詳細については、第１の実施形態における説明を援用する。
【００２７】
以下、第２の実施形態が奏する付加的な効果を説明する。第２の領域２ｂには、スラグライン材ｘが主に流入するが、メタルライン材ｙも若干流入する。これに対して、本実施形態では、第２の領域２ｂにおいて、第１の領域２ａと同じ又は第１の領域２ａより緩やかであり、かつ第３の領域２ｃの傾斜より緩やかな傾斜１０ｂを設けることにより、スラグライン材ｘの純度をさらに向上させることができる。一方、第３の領域２ｃには、メタルライン材ｙが主に流入するが、スラグライン材ｘも若干流入する。これに対して、本実施形態では、第３の領域２ｃにおいて、第１の領域２ａと同じ又は第１の領域２ａより急な傾斜１０ｃを設けることにより、メタルライン材ｙの純度をさらに向上させることができる。したがって、本実施形態によれば、使用済み耐火物の分離を２回以上実施することなく、スラグライン材ｘとメタルライン材ｙの純度をともに向上させることができるのである。
【００２８】
図３Ｃを参照して、β２は０＜β２≦βとすることが好ましい。また、β３はβ≦β３≦β×２とすることが好ましい。β２＞βまたはβ３＜βでは、第２の領域２ｂを付加することによる、第１の領域２ａのみでの分離に対しての分離向上の効果が少ないからである。
【００２９】
仕切板１２の高さは、上限はないが、邪魔板６の４ｂ側の高さｈ１の２倍以上であることが好ましい。２倍以上であれば、第３の領域２ｃの使用済み耐火物が仕切板１２を乗り越えて第２の領域２ｂに混入することを抑制することができるからである。
【００３０】
以上、第１および第２の実施形態を例にして、本発明のエアテーブル型分離装置を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
発明例１として、図２Ａ〜Ｃに示すエアテーブル型分離装置を用いて、比較例１として、図１に示すエアテーブル型分離装置を用いて、スラグライン材とメタルライン材を５０質量％ずつ含有する使用済み耐火物の分離試験を行った。以下、試験条件を示す。
使用済み耐火物の粒子径：２．０〜４．５ｍｍ
邪魔板の高さｈ１：２ｍｍ
邪魔板の高さｈ２：３０ｍｍ
邪魔板の傾斜角θ：３０°
隙間の幅：６０ｍｍ
サイドスロープの傾斜角α：７°
エンドスロープの傾斜角β：７°
底板の形状：台形
底板の面積：１５２０００ｍｍ2
底板の振動数：９．０Ｈｚ
底板の振幅：３．５ｍｍ
空気流の速速：１１．１ｍ3/ｍｉｎ
【００３２】
低密度排出部から回収されたスラグライン材の純度は、比較例１では９３．３５％であったのに対して、発明例１では９５．８１％であった。
【００３３】
（実施例２）
発明例２として、図３Ａ〜Ｃに示すエアテーブル型分離装置を用いて、スラグライン材とメタルライン材を５０質量％ずつ含有する使用済み耐火物の分離試験を行った。以下、実施例１と異なる試験条件のみを示す。
第１のエンドスロープの傾斜角β１：７°
第２のエンドスロープの傾斜角β２：６°
第３のエンドスロープの傾斜角β３：８°
仕切板の高さ：５０ｍｍ
【００３４】
発明例２によれば、低密度排出部から回収されたスラグライン材の純度は９５．８％であり、高密度排出部から回収されたメタルライン材の純度は６９．３％であった。なお、実施例１の比較例１において、高密度排出部から回収されたメタルライン材の純度は６４．１％であった。このことから、スラグライン材とメタルライン材との中間密度の物質（例えば、両者が混合して固着した粒子やスラグが浸潤したもの）も良好に分離することができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、低密度物の純度を向上させることが可能なエアテーブル型分離装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
２  底板
２ａ  第１の領域
２ｂ  第２の領域
２ｃ  第３の領域
４ａ  一方の側板
４ｂ  他方の側板
６  邪魔板
６ａ，ｂ，ｃ  邪魔板
８  サイドスロープ
１０  エンドスロープ
１２  仕切板
【図１】
2020127933.tif 000003
【図２Ａ】
2020127933.tif 000004
【図２Ｂ】
2020127933.tif 000005
【図３Ａ】
2020127933.tif 000006
【図３Ｂ】
2020127933.tif 000007
【図３Ｃ】
2020127933.tif 000008