(57)【要約】【課題】良好な分離性能を維持しながら、固液振動液状化槽を安定運転する。【解決手段】固体媒体（砂Ｓ１）と液体媒体（水Ｗ２）の混合層に振動を加えて液状化させ、混合層に塊状の混合物Ｍ１を投入し、混合物の比重差により混合物を浮遊又は沈降させて選別する固液振動液状化槽３であって、液状化槽から固体媒体を抜き出す抜出手段と、抜出手段によって抜き出した固体媒体のうち所定の粒径以下のものを選別して除去する選別除去手段（篩又はスクリーン）と、選別除去手段で除去した固体媒体と同量の新たな固体媒体を液状化槽に投入する投入手段とを備える液状化槽。液状化槽内の固体媒体の粒子形状の変化を防止し、良好な分離性能を維持しながら、液状化槽の安定運転を継続できる。抜き出した固体媒体と同量の新たな固体媒体を固液振動液状化槽に投入してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させ、該混合層に塊状の混合物を投入し、該混合物の比重差により該混合物を浮遊又は沈降させて選別する固液振動液状化槽であって、
該固液振動液状化槽から固体媒体を抜き出す抜出手段と、
該抜出手段によって抜き出した固体媒体のうち所定の粒径以下のものを選別して除去する選別除去手段と、
該選別除去手段で除去した固体媒体と同量の新たな固体媒体を該固液振動液状化槽に投入する投入手段とを備えることを特徴とする固液振動液状化槽。
【請求項２】
前記選別除去手段は、篩又はスクリーンを備えることを特徴とする請求項１に記載の固液振動液状化槽。
【請求項３】
固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させ、該混合層に塊状の混合物を投入し、該混合物の比重差により該混合物を浮遊又は沈降させて選別する固液振動液状化槽から定期的又は不定期に固体媒体の一部又は全部を抜き出し、
該抜き出した固体媒体と同量の新たな固体媒体を該固液振動液状化槽に投入することを特徴とする固液振動液状化槽の運転方法。
【請求項４】
固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させ、該混合層に塊状の混合物を投入し、該混合物の比重差により該混合物を浮遊又は沈降させて選別する固液振動液状化槽から定期的又は不定期に固体媒体の一部又は全部を抜き出し、
該抜き出した固体媒体のうち所定の粒径以下のものを除去し、
該除去した固体媒体と同量の新たな固体媒体を該固液振動液状化槽に投入することを特徴とする固液振動液状化槽の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比重選別を行う固液振動液状化槽、及びその安定運転を継続するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山より採掘された鉱石中には、有用鉱物以外の不用鉱物が多く含まれるため、そのままでは利用できず、選鉱作業によって有用鉱物の品位を高める必要がある。また、ドロマイトや珪石等の鉱石については、主要成分の含有率等によって用途が異なるため、適切に選別することで選別後の鉱石の利用価値が高まる。
【０００３】
また、近年、環境保全・資源の有効利用の観点から、産業廃棄物や家庭用廃棄物等の廃棄物、及び、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）などのプラスチック類が再利用され、再利用にあたって金属類やプラスチック類を選別する必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、投入した試料である鉱石を水により粉分を洗浄除去する洗浄装置と、固体媒体である砂と液体媒体である水の混合層に振動を加えて液状化させる振動液状化槽と、振動液状化槽に振動を付与する油圧シリンダーと、振動液状化槽内の液状化した混合層の一部を抜き出し、抜き出した混合層に含まれる異物を除去した後、振動液状化槽に戻し、さらに、振動液状化槽に砂及び水を供給する異物除去・水分調整装置が記載されている。
【０００５】
これによれば、固体媒体と液体媒体の混合層を用いるため、選別対象の物体が湿っていても安定して選別を行うことができ、乾式比重選別法で要求される乾燥コストが不要になる。また、固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させるため、湿式比重選別法で要求される液体の流入速度の調整等が不要となると共に、湿式比重選別法で必要な流動化に要するエネルギー及び運転コストを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１３６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に記載の方法では、試料を投入して分離を行うにつれて固体媒体が摩耗して元の粒子形状が失われると、液状化を解消する方向に力が働き、分離性能が失われる可能性も考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、良好な分離性能を維持しながら、固液振動液状化槽を安定して運転することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、固液振動液状化槽であって、固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させ、該混合層に塊状の混合物を投入し、該混合物の比重差により該混合物を浮遊又は沈降させて選別する固液振動液状化槽であって、該固液振動液状化槽から固体媒体を抜き出す抜出手段と、該抜出手段によって抜き出した固体媒体のうち所定の粒径以下のものを選別して除去する選別除去手段と、該選別除去手段で除去した固体媒体と同量の新たな固体媒体を該固液振動液状化槽に投入する投入手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、所定の粒径以下の固体媒体を選別して除去し、除去した固体媒体と同量の新たな固体媒体を投入するため、固液振動液状化槽内の固体媒体の粒子形状の変化を防止し、良好な分離性能を維持しながら、固液振動液状化槽の安定運転を継続することができる。
【００１１】
上記固液振動液状化槽において、前記選別除去手段は、篩又はスクリーンを備えることができる。
【００１２】
また、本発明は、固液振動液状化槽の運転方法であって、固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させ、該混合層に塊状の混合物を投入し、該混合物の比重差により該混合物を浮遊又は沈降させて選別する固液振動液状化槽から定期的又は不定期に固体媒体の一部又は全部を抜き出し、該抜き出した固体媒体と同量の新たな固体媒体を該固液振動液状化槽に投入することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、固液振動液状化槽の運転方法であって、固体媒体と液体媒体の混合層に振動を加えて液状化させ、該混合層に塊状の混合物を投入し、該混合物の比重差により該混合物を浮遊又は沈降させて選別する固液振動液状化槽から定期的又は不定期に固体媒体の一部又は全部を抜き出し、該抜き出した固体媒体のうち所定の粒径以下のものを除去し、該除去した固体媒体と同量の新たな固体媒体を該固液振動液状化槽に投入することを特徴とする。
【００１４】
上記両発明によれば、固液振動液状化槽内の固体媒体の粒子形状の変化を防止し、良好な分離性能を維持しながら、固液振動液状化槽の安定運転を継続することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、良好な分離性能を維持しながら、固液振動液状化槽を安定して運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る固液振動液状化槽を用いた比重選別装置の一実施の形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明においては、本発明によってドロマイトや珪石等の鉱石を比重に基づいて選別する場合を例にとって説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る振動液状化槽を用いた比重選別装置を示し、この比重選別装置１は、ドロマイト等の鉱石Ｍ１から粉分Ｐ等を洗い流すための洗浄装置２と、水洗後の鉱石Ｍ２を選別するための固液振動液状化槽（以下「液状化槽」という。）３と、液状化槽３に振動を与えて液状化槽３内の混合層を液状化させる油圧シリンダー４、５と、液状化槽３内の固体媒体の形状を調整する調整装置６とで構成される。
【００１９】
洗浄装置２は、試料としての鉱石Ｍ１の表面に付着している粉分Ｐを水Ｗ１で洗浄除去するために備えられ、回転する円筒状網体を備え、その中を通過する鉱石Ｍ１に上方から水を噴射して鉱石Ｍ１の表面を洗浄する。
【００２０】
液状化槽３は、上方が開口する箱状に形成され、その中に固体媒体としての砂Ｓ１と、液体媒体としての水Ｗ２が充填される。この液状化槽３は、塩化ビニルやアクリルなどの樹脂類、金属等の材料で形成され、その大きさは、投入する鉱石Ｍ１の大きさや量によって適宜決定される。尚、固体媒体として、砂Ｓ１以外に、ガラスビーズ、ステンレス、アルミナなどを用いることもできる。また、液体媒体として、水Ｗ２以外に、エタノール、ハイドロカーボンなどを使用することができる。
【００２１】
油圧シリンダー４、５は、液状化槽３の側面に固定され、液状化槽３に振動を付与し、液状化槽３の中の砂Ｓ１と水Ｗ２の混合層を液状化するために備えられる。砂Ｓ１の密度、砂Ｓ１と水Ｗ２の割合（固液比）等に基づいて液状化槽中の混合層の仮想密度を調整することで、投入した鉱石Ｍ１の比重によって混合層中の鉱石Ｍ２の位置が上下方向に変化し、これによって、特定の目標比重で鉱石Ｍ２を選別することができる。尚、油圧シリンダー４、５以外の振動付与手段を用いることも可能であり、小規模の比重選別装置１においては、モーター等を用いることもできる。
【００２２】
媒体形状調整装置６は、液状化槽３から砂Ｓ２を抜き出し、抜き出した砂Ｓ２のうち所定の粒径以下のものを選別して除去し、除去した砂と同量の新たな砂Ｓ３を液状化槽３に投入するために備えられ、篩又はスクリーンを用いて所定の粒径以下のものを選別する。
【００２３】
次に、上記構成を有する比重選別装置１における動作について、図１を参照しながら説明する。
【００２４】
まず、鉱石Ｍ１を洗浄装置２に投入し、鉱石Ｍ１の表面に付着している粉分Ｐを洗浄除去する。
【００２５】
油圧シリンダー４、５によって液状化槽３内の砂Ｓ１と水Ｗ２の混合層を液状化させると共に、砂Ｓ１と水Ｗ２の割合等に基づいて液状化槽３中の混合層の仮想密度を調整し、この液状化槽３の中に洗浄された鉱石Ｍ２を投入装置（不図示）を介して投入する。すると、鉱石Ｍ２のうち、低比重品Ｌは、液状化槽３の表面又は表面付近に浮上し、高比重品Ｈは液状化槽３の下方に沈降するため、これらを別々に液状化槽３から排出することで両者を選別することができる。
【００２６】
液状化槽３に粉分Ｐ等が混入したり、比重差分離が困難な径の粒子が存在したり、鉱石Ｍ２が割れた物によって、コンタミが生じた場合には、混合層の一部を系外へ抜き出してコンタミを除去する。これにより、コンタミによって生じた混合層の仮想密度の変化を小さく抑え、選別精度を高く維持することができる。
【００２７】
また、選別した低比重品Ｌや高比重品Ｈの品位を判定し、例えば、両者の主要成分の含有率が所望の範囲に入らないなど、所望の品位とならない場合には、判定した品位の目標値からの偏差に基づいて、油圧シリンダー４、５による振動の周波数又は加振強度、あるいは砂Ｓ１と水Ｗ２の混合率を調整し、所望の品位を維持する。
【００２８】
さらに、定期的又は不定期に、媒体形状調整装置６によって液状化槽３から砂Ｓ２を抜き出し、抜き出した砂Ｓ２のうち所定の粒径以下のものを篩又はスクリーン選別して除去し、除去した砂と同量の新たな砂Ｓ３を液状化槽３に補充する。これによって、液状化槽３内の固体媒体の粒子形状の変化を防止し、良好な分離性能を維持しながら、液状化槽３の安定運転を継続することができる。この際、すべての砂Ｓ１を取り出してもよく、一部の砂Ｓ１を取り出してもよい。
【００２９】
また、液状化槽３から定期的又は不定期に砂の一部又は全部を抜き出し、抜き出した砂と同量の新たな砂を液状化槽３に投入してもよい。
【００３０】
尚、上記実施の形態においては、ドロマイトや珪石等の鉱石を比重に基づいて選別したが、産業廃棄物や家庭用廃棄物等の廃棄物の金属類やプラスチック類等を選別することもできる。
【００３１】
１  比重選別装置
２  洗浄装置
３  液状化槽
４、５  油圧シリンダー
６  媒体形状調整装置
Ｈ  高比重品
Ｌ  低比重品
Ｍ１、Ｍ２  鉱石
Ｐ  粉分
Ｓ１〜Ｓ３  砂
Ｗ１、Ｗ２  水
【図１】
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