(57)【要約】【課題】  樹脂皮膜が焼けた鋳物砂と樹脂皮膜が焼けていない鋳物砂とを異なる方法で分離して金属を効率的に分離回収することを目的とするものである。【解決手段】  投入された鋳物砂のうち樹脂皮膜が焼けた鋳物砂を正電極回転ドラム３に吸着して分離するとともに、該正電極回転ドラム３と一定距離離隔して配設された負電極の金属分離手段５により鋳物砂中の金属を吸引回収し、また、樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を前記正電極回転ドラム３と連設される負電極回転ドラム４に吸着して分離するとともに、該負電極回転ドラム４と一定距離離隔して配設された正電極の金属分離手段６により鋳物砂中の金属を吸引回収するものである。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された鋳物砂のうち樹脂皮膜が焼けた鋳物砂を正電極回転ドラムに吸着して分離するとともに、該正電極回転ドラムと一定距離離隔して配設された負電極の金属分離手段により鋳物砂中の金属を吸引回収し、また、樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を前記正電極回転ドラムと連設される負電極回転ドラムに吸着して分離するとともに、該負電極回転ドラムと一定距離離隔して配設された正電極の金属分離手段により鋳物砂中の金属を吸引回収することを特徴とする鋳物砂中の金属回収方法。
【請求項２】
投入された鋳物砂のうち樹脂皮膜が焼けた鋳物砂を吸着して分離する正電極回転ドラムと樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を吸着して分離する負電極回転ドラムとを絶縁シュートを介して連設するとともに、前記正電極回転ドラムと一定距離離隔して配設されて鋳物砂中の金属を吸引回収する負電極の金属分離手段と前記負電極回転ドラムと一定距離離隔して配設されて鋳物砂中の金属を吸引回収する正電極の金属分離手段とを設けたことを特徴とする鋳物砂中の金属回収装置。
【請求項３】
正・負電極回転ドラムと負・正電極の金属分離手段とを多段に配置させたことを特徴とする請求項２に記載の鋳物砂中の金属回収装置。
【請求項４】
正電極回転ドラムと負電極回転ドラムとを高低差を持たせて配置させたことを特徴とする請求項２または３に記載の鋳物砂中の金属回収装置。
【請求項５】
正電極回転ドラムと負電極回転ドラムとの回転方向を異ならせたことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の鋳物砂中の金属回収装置。
【請求項６】
正・負電極回転ドラムと一定距離離隔されるコロナ電極を負・正電極の金属分離手段の手前に配設したことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の鋳物砂中の金属回収装置。
【請求項７】
正・負電極回転ドラムの表面に導電シートを被套したことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の鋳物砂中の金属回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中子砂等の鋳物砂中に含まれるアルミニウムや鉄等の金属を回収する鋳物砂中の金属回収方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、中子砂等の鋳物砂に含まれるアルミニウムや鉄等の金属の回収は、鋳物砂を破砕したうえ篩にかけて金属を回収するのを普通としているため、大きな金属片は分離回収できるが砂粒以下のサイズの金属は分離回収できないという問題があった。そこで、微細な金属を回収する方法として磁気分離装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、静電分離によるものも提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
しかし、鋳物砂は強度を増すためバインダーとしての樹脂を混合して焼成するため、溶湯に直接接触したり溶湯の近くにあったりする鋳物砂は溶湯の熱により樹脂が焼けて黒色化する。また、溶湯から離れていて高い熱を受けない鋳物砂は樹脂が焼けず黄色化することとなり、鋳物砂には樹脂が焼けた鋳物砂と焼けない鋳物砂とが混在することとなる。しかし、樹脂が焼けた鋳物砂と樹脂が焼けていない鋳物砂とを同一の方法で分離することが難しいため実用化されていないのが現状であった。
【特許文献１】特開平５−２３８３４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４７１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、樹脂皮膜が焼けた鋳物砂と樹脂皮膜が焼けていない鋳物砂とを異なる方法で分離して金属を効率的に分離回収することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、投入された鋳物砂のうち樹脂皮膜が焼けた鋳物砂を正電極回転ドラムに吸着して分離するとともに、該正電極回転ドラムと一定距離離隔して配設された負電極の金属分離手段により鋳物砂中の金属を吸引回収し、また、樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を前記正電極回転ドラムと連設される負電極回転ドラムに吸着して分離するとともに、該負電極回転ドラムと一定距離離隔して配設された正電極の金属分離手段により鋳物砂中の金属を吸引回収する鋳造品から除去された鋳物砂の金属回収方法を請求項１の発明とし、投入された鋳物砂のうち樹脂皮膜が焼けた鋳物砂を吸着して分離する正電極回転ドラムと樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を吸着して分離する負電極回転ドラムとを絶縁シュートを介して連設するとともに、前記正電極回転ドラムと一定距離離隔して配設されて鋳物砂中の金属を吸引回収する負電極の金属分離手段と前記負電極回転ドラムと一定距離離隔して配設されて鋳物砂中の金属を吸引回収する正電極の金属分離手段とを設けた鋳造品から除去された鋳物砂の金属回収装置を請求項２の発明とし、請求項２の発明において、正・負電極回転ドラムと負・正電極の金属分離手段とを多段に配置させた鋳造品から除去された鋳物砂の金属回収装置を請求項３の発明とし、請求項２または３の発明において、正電極回転ドラムと負電極回転ドラムとを高低差を持たせて配置させた鋳造品から除去された鋳物砂の金属回収装置を請求項４の発明とし、請求項２から４の発明において、正電極回転ドラムと負電極回転ドラムとの回転方向を異ならせた鋳造品から除去された鋳物砂の金属回収装置を請求項５の発明とし、請求項２から５の発明において、正・負電極回転ドラムと一定距離離隔されるコロナ電極を負・正電極の金属分離手段の手前に配設した鋳造品から除去された鋳物砂の金属回収装置を請求項６の発明とし、請求項２から６の発明において、正・負電極回転ドラムの表面に導電シートを被套した鋳物砂中の金属回収装置を請求項７の発明とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、投入された鋳物砂のうち樹脂皮膜が焼けた鋳物砂を正電極回転ドラムに吸着して分離するとともに、該正電極回転ドラムと一定距離離隔して配設された負電極の金属分離手段により鋳物砂中の金属を吸引回収し、また、樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を前記正電極回転ドラムと連設される負電極回転ドラムに吸着して分離するとともに、該負電極回転ドラムと一定距離離隔して配設された正電極の金属分離手段により鋳物砂中の金属を吸引回収するものとしたから、今までは分離が難しかった樹脂皮膜が焼けた鋳物砂と樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂とを確実に分離して金属を効率よく分離回収することができる。
請求項３のように、正・負電極回転ドラムと負・正電極の金属分離手段とを多段に配置させることにより、１回の投入処理で所定の回収率で金属を分離回収できるので、繰り返し投入を行って金属の回収率を高める場合と比較して処理時間を短縮できるものとなる。
請求項４のように、正電極回転ドラムと負電極回転ドラムとを高低差を持たせて配置させることにより、重力により鋳物砂を次の回転ドラムに送り込めるので駆動源が不要でランニングコストを低減できることとなる。
請求項５のように、正電極回転ドラムと負電極回転ドラムとの回転方向を異ならせることにより、負電極回転ドラム側の金属分離手段を正電極回転ドラムの下方に配置できるので、装置の設置面積を低減できることとなる。
請求項６のように、正・負電極回転ドラムと一定距離離隔されるコロナ電極を負・正電極の金属分離手段の手前に配設することにより、鋳物砂中より金属の分離効率が高くなるので、回収効率が向上することとなる。
請求項７のように、正・負電極回転ドラムの表面に導電シートを被套することにより、金属の分離効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図１に基づいて詳細に説明する。
図１中、１は回収装置本体であり、該回収装置本体１は正電極に接続される鋳物砂投入用の導電性シュート２と、焼けた鋳物砂（図中、黒丸で表示）を吸着して分離する正電極回転ドラム３と、焼けていない鋳物砂（図中、白丸で表示）を吸着して分離する前記正電極回転ドラム３と連設される負電極回転ドラム４と、前記正電極回転ドラム３と一定距離離隔して配設され鋳物砂中の金属（図中、白角で表示）を吸引して回収する負電極の金属分離手段５と、負電極回転ドラム４と一定距離離隔して配設され鋳物砂中の金属（図中、白角で表示）を吸引して回収する正電極の金属分離手段６と、正・負電極回転ドラム３、４と正・負電極の金属分離手段５、６により回収されなかった鋳物砂を回収する鋳物砂回収手段７とよりなるものである。
【０００８】
前記導電性シュート２は鋳造品から除去された鋳物砂を投入するためのもので、鋳物砂が重力で自然に正電極回転ドラム３に向かって流れ出て行くよう傾斜されている。２ａは導電性シュート２の前端に形成される導電性網材よりなる鋳物砂の送り量調整部材であり、該送り量調整部材２ａにより鋳物砂が大量に送り込まれないようにしている。また、送り量調整部材２ａとしての導電性網材は正電極に接続されていて鋳物砂が導電性網材を通り抜ける際、鋳物砂を帯電させるものとしている。
【０００９】
１０は負電位をもつコロナ電極であり、該コロナ電極１０は導電性シュート２の出口付近、即ち負電極の金属分離手段５の手前に正電極回転ドラム３と一定距離離隔して配設されるものである。コロナ電極１０により発生するコロナ放電によるイオンによって鋳物砂に電荷が与えられるものである。このコロナ電極１０を設けることにより鋳物砂中から金属の分離を一層高めることができる。
【００１０】
また、前記正電極回転ドラム３は樹脂皮膜が焼けた鋳物砂を吸着するものであり、表面には導電シート３ａを被套したものとしている。該導電シート３ａはゴムまたは樹脂にカーボン粉末を練り込んだもので半導体的電導度を示すものである。導電シート３ａを巻き付けて実験を行った結果、金属の回収効率が向上した。この理由は明らかでないが、正電極回転ドラム３との接地作用が緩慢となったことによると思われる。また、正電極回転ドラム３に樹脂皮膜が焼けた鋳物砂が選択的に吸着される理由は、実験結果から得られた知見から焼けた鋳物砂は正電極回転ドラム３と接触しても接触点しか放電しないので負電荷が多くなるためと推測される。また、１２は正電極回転ドラム３の背面側に配設されるスクレーパであり、該スクレーパ１２により正電極回転ドラム３に選択的に吸着されている樹脂皮膜が焼けた鋳物砂は掻き取られることとなる。１３はスクレーパ１２によって掻き取られた樹脂皮膜が焼けた鋳物砂を回収するトレーである。
【００１１】
さらに、前記負電極の金属分離手段５はトレー１５と、該トレー１５に設けられる負電極線５ａとからなるもので、鋳物砂中の金属を吸引してトレー１５内に回収するものである。トレー１５と正電極回転ドラム３との離隔距離は吸引した金属を最も効率よく回収できる位置とする。これは樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂をも吸引することとなるが、電気伝導度が高い金属と絶縁物に近い鋳物砂とでは電荷量が異なり、飛距離も異なるからである。
【００１２】
１６は正電極回転ドラム３と連設される負電極回転ドラム４とを繋ぐ絶縁シュートであり、該絶縁シュート１６は正電極回転ドラム３と負電極の金属分離手段５とに回収されなかった鋳物砂を重力により負電極回転ドラム４に送り込まれるように傾斜させてあるが、絶縁シュート１６を傾斜させずコンベアよりなるものとしてもよく、コンベアとすれば傾斜させる必要がなくなるので、装置の高さを低くしてコンパクトなものとすることができる。
【００１３】
また前記負電極回転ドラム４は樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を吸着するものであり、表面には導電シート４ａを被套したものとしている。該導電シート４ａはゴムまたは樹脂にカーボン粉末を練り込んだもので半導体的電導度を示すものである。導電シート４ａを巻き付けて実験を行った結果、金属の回収効率が向上した。この理由は明らかでないが、負電極回転ドラム４との接地作用が緩慢となったことによると思われる。また、負電極回転ドラム４に樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂が選択的に吸着される理由は、実験結果から得られた知見から焼けてない鋳物砂は負電極回転ドラム４と接触しても接触点しか放電しないので正電荷が多くなるためと推測される。また、１８は負電極回転ドラム４の背面側に配設されるスクレーパであり、該スクレーパ１８により負電極回転ドラム４に選択的に吸着されている樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を掻き取られることとなる。１９はスクレーパ１８により掻き取られた樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂を回収するトレーである。
【００１４】
２０は正電位をもつコロナ電極であり、該コロナ電極２０は負電極回転ドラム４と一定距離離隔して配設されるものである。コロナ電極２０により発生するコロナ放電によるイオンによって鋳物砂に電荷が与えられるものである。このコロナ電極２０を設けることにより鋳物砂中から金属の分離を一層高めることができる。
【００１５】
さらに、前記正電極の金属分離手段６はトレー２１と、該トレー２１に設けられる正電極線６ａとからなるもので、鋳物砂中の金属を吸引してトレー２１内に回収するものである。トレー２１と負電極回転ドラム４との離隔距離は吸引した金属のみを最も効率よく回収できる位置としている。これは樹脂皮膜が焼けた鋳物砂をも吸引することとなるが、電気伝導度が高い金属と絶縁物に近い鋳物砂とでは電荷量が異なり、飛距離も異なるからである。
【００１６】
また、鋳物砂回収手段７は正・負電極回転ドラム３、４と負・正電極の金属分離手段５、６とで回収されなかった鋳物砂を回収するものであり、回収されなかった鋳物砂には金属や樹脂皮膜が焼けた鋳物砂や焼けていない鋳物砂が混じり合ったものであり、これらの鋳物砂を導電性シュート２より再投入することにより金属の回収率を高めることができる。
【００１７】
このように構成されたものは、鋳造品から除去された鋳物砂を正電極に接続された導電性シュート２に投入すれば、導電性シュート２のコロナ放電によるイオン領域で鋳物砂は帯電されることとなる。帯電されながら傾斜した導電性シュート２に沿って滑り落ちる鋳物砂は送り量調整部材２ａにより送り量を制御されるとともに送り量調整部材２ａの導電性網材を通過させて接触を確実なものとしている。
【００１８】
そして、導電性シュート２の出口付近に正電極回転ドラム３と一定距離離隔して配設される負電位のコロナ電極１０により鋳物砂にはイオンが供給される。このイオンにより電荷が与えられた電気伝導度の高い金属は正電極回転ドラム３との接触で放電し、中性または正電荷を帯電して、負電極線５ａを有する金属分離手段５に吸引されトレー１５に回収されることとなる。
【００１９】
また、樹脂皮膜が焼けた鋳物砂は正電極回転ドラム３と接触しても接触点しか放電しないので負電荷が多くなり、正電極回転ドラム３に選択的に吸着されスクレーパ１２により掻き落とされトレー１３内に分離回収されることとなる。そして、樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂は負電極線５ａを設けた金属分離手段５に吸引されることとなるが、樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂は金属より電荷量が小さいので大部分は金属分離手段５に回収される前に落下して、絶縁シュート１６に送り込まれることとなる。
【００２０】
そして、回収されなかった鋳物砂中の金属や樹脂皮膜が焼けた鋳物砂、樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂は絶縁シュート１６を介して負電極回転ドラム４に送り込まれることとなる。
【００２１】
そして、負電極回転ドラム４と一定距離離隔して配設される正電位のコロナ電極２０により鋳物砂にはイオンが供給される。このイオンにより電荷が与えられた電気伝導度の高い金属は強く帯電して、正電極線６ａを設けた金属分離手段６に吸引されトレー２１に回収されることとなる。
【００２２】
また、樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂は負電極回転ドラム４と接触しても接触点しか放電しないので負電荷が多くなり、負電極回転ドラム４に選択的に吸着されスクレーパ１８により掻き落とされトレー１９内に分離回収されることとなる。そして、樹脂皮膜が焼けた鋳物砂は正電極線６ａを設けた金属分離手段６に吸引されることとなるが、樹脂皮膜が焼けた鋳物砂は金属より電荷量が小さいので大部分は正電極線６ａを設けた金属分離手段６に回収される前に落下して、鋳物砂回収手段７に回収されることとなる。また、金属分離手段６に回収されなかった金属や負電極回転ドラム４に吸着されなかった樹脂皮膜が焼けてない鋳物砂も鋳物砂回収手段７に回収されることとなる。
【００２３】
また、金属の回収率を上げる場合は、鋳物砂回収手段７に回収された鋳物砂を再度導電性シュート２に再投入を繰り返せばよい。
【００２４】
なお、前記好ましい実施の形態では、正・負電極回転ドラム３、４と負・正電極の金属の分離手段５、６を１段だけ設けたものとしているが、これらを多段に配置させてもよいことは勿論であり、多段に配置すれば１回の投入処理で所定の回収率で金属を分離回収できるので、繰り返し投入を行って金属の回収率を高める場合と比較して処理時間を短縮できることとなる。
【００２５】
また、好ましい実施の形態では、正電極回転ドラム３と負電極回転ドラム４との回転方向を同方向としているが、図２に示されるように、正電極回転ドラム３と負電極回転ドラム４との回転方向を異ならせたものとしてもよいことは勿論であり、回転方向を異ならせることにより負電極の金属分離手段５と正電極の金属分離手段６との干渉を防ぐことができるうえに、正電極の金属分離手段６をトレー１５の下方に配置させて、装置全体をコンパクトなものとして、設置面積を低減することができるものとなる。なお、図２の作用は基本的に図１と同じで正電極の金属分離手段６と鋳物砂回収手段７、トレー１９の配置が異なるのみであるため同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
さらに、好ましい実施の形態では、導電性シュート２を正電極に接続したものとし、正電極回転ドラム３に鋳物砂を送り込むものとしているが、導電性シュート２を負電極に接続するものとし、導電性シュート２に続いて負電極回転ドラム４を配置させ、該負電極回転ドラム４に続けて正電極回転ドラム３を配置するものとしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明の他の好ましい実施の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
３  正電極回転ドラム
４  負電極回転ドラム
５  負電極の金属分離手段
６  正電極の金属分離手段
10  負電位のコロナ電極
20  正電位のコロナ電極
【図１】
2006063349.tif 000003
【図２】
2006063349.tif 000004