(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩石粉砕物から目的鉱物の含有比率にて予め決められた鉱石の良品・不良品を選別するに際し、
前記岩石粉砕物を予め決められた移動軌跡で移動させるように供給する供給工程と、
前記供給工程で供給された前記岩石粉砕物を移動軌跡の途中で撮像する撮像工程と、
前記撮像工程による撮像結果に基づいて、鉱石画像部と背景部とを切り分けることで鉱石画像部の領域を決定した後、各鉱石画像部の領域内の目的鉱物の含有比率を算出することで鉱石の良品・不良品を判別する判別工程と、
前記判別工程にて判別された鉱石の良品・不良品のいずれか一方を吹付対象物とし、前記吹付対象物に向けて当該吹付対象物の投影面の少なくとも過半領域に空気を吹き付け、鉱石の良品・不良品の移動軌跡を異ならせることで両者を選別する選別工程と、
を備え、
前記判別工程は、
前記撮像工程による撮像結果から濃淡情報を割り出し、前記濃淡情報を、目的鉱物、目的鉱物以外の鉱石部分及び背景部に対応して三値化し、三値化画像の背景部以外を鉱石画像部として判別する第１の判別工程と、
前記第１の判別工程にて判別された隣接する鉱石画像部の領域として当該鉱石画像部の外接四角形で囲まれる領域を用い、これらの外接四角形間の距離が予め決められた設定値以内であれば前記隣接する鉱石画像部の領域を一つの鉱石として結合し、それ以外であれば別の鉱石として非結合とする結合工程と、
前記結合工程による処理後に一つの鉱石とされた鉱石画像部の領域に対して目的鉱物の含有比率を算出し、目的鉱物の含有比率が予め決められた閾値以上か否かによって鉱石の良品・不良品を判別する第２の判別工程と、を有することを特徴とする鉱石選別方法。
【請求項２】
岩石粉砕物から目的鉱物の含有比率にて予め決められた鉱石の良品・不良品を選別する鉱石選別装置であって、
前記岩石粉砕物を予め決められた移動軌跡で移動させるように当該岩石粉砕物を供給する供給装置と、
前記供給装置にて供給された前記岩石粉砕物を移動軌跡の途中で撮像する撮像器具と、
前記撮像器具による撮像結果に基づいて、鉱石画像部と背景部とを切り分けることで鉱石画像部の領域を決定した後、各鉱石画像部の領域内の目的鉱物の含有比率を算出することで鉱石の良品・不良品を判別する判別装置と、
前記判別装置にて判別された鉱石の良品・不良品のいずれか一方を吹付対象物とし、鉱石の良品・不良品の移動軌跡を異ならせることで両者を選別するように、前記吹付対象物に向けて当該吹付対象物の投影面の少なくとも過半領域に空気を吹き付ける空気吹付器具と、
を備え、
前記判別装置は、
前記撮像器具による撮像結果から濃淡情報を割り出し、前記濃淡情報を、目的鉱物、目的鉱物以外の鉱石部分及び背景部に対応して三値化し、三値化画像の背景部以外を鉱石画像部として判別する第１の判別部と、
前記第１の判別部にて判別された隣接する鉱石画像部の領域として当該鉱石画像部の外接四角形で囲まれる領域を用い、これらの外接四角形間の距離が予め決められた設定値以内であれば前記隣接する鉱石画像部の領域を一つの鉱石として結合し、それ以外であれば別の鉱石として非結合とする結合部と、
前記結合部による処理後に一つの鉱石とされた鉱石画像部の領域に対して目的鉱物の含有比率を算出し、目的鉱物の含有比率が予め決められた閾値以上か否かによって鉱石の良品・不良品を判別する第２の判別部と、を有することを特徴とする鉱石選別装置。
【請求項３】
請求項２に記載の鉱石選別装置において、
前記判別装置は、目的鉱物の含有比率について予め決められた閾値が５０％未満の値として選定されていることを特徴とする鉱石選別装置。
【請求項４】
請求項２に記載の鉱石選別装置において、
前記撮像器具は、前記空気吹付器具による空気の吹付方向と同じ側に設置される第１の撮像器具と、前記第１の撮像器具とは異なる方向から撮像可能な第２の撮像器具とを含み、
前記判別装置は、前記第１の撮像器具による撮像結果に基づいて前記鉱石画像部の領域を判別する一方、第１及び第２の撮像器具による両方の撮像結果を参照して前記鉱石画像部に含まれる目的鉱物の含有比率を算出することを特徴とする鉱石選別装置。
【請求項５】
請求項２に記載の鉱石選別装置において、
前記岩石粉砕物のサイズが予め決められた最小寸法以上最大寸法以下の範囲内であるときに、
前記空気吹付器具は、空気が個別に吹き付け可能であって前記最小寸法より小径のノズルを前記最小寸法未満のピッチで前記吹付対象物の移動軌跡に交差するように並設することを特徴とする鉱石選別装置。
【請求項６】
請求項２に記載の鉱石選別装置において、
前記空気吹付器具は、前記吹付対象物の投影面の略全域に向けて空気を吹き付けることを特徴とする鉱石選別装置。
【請求項７】
請求項２に記載の鉱石選別装置において、
前記空気吹付器具は、空気が個別に吹き付け可能なノズルを前記吹付対象物の移動軌跡に交差するように並設すると共に、並設されたノズル列を複数段有することを特徴とする鉱石選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩石粉砕物から鉱石の良品・不良品を選別する鉱石選別方法に係り、特に、岩石粉砕物の落下過程にて鉱石の良品・不良品を選別する鉱石選別方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における鉱石選別方法としては、例えば選別対象として金鉱石を例に挙げると、金鉱石を破砕した後、適当な粒度に微粉砕し、得られた鉱粒をシアン化物水溶液中に懸濁させて金を浸出するいわゆる青化法によって金を脈石鉱物や硫化鉱物から分離・濃縮する方法や、比重選鉱および浮遊選鉱によって金鉱物を脈石鉱物や硫化鉱物から分離・濃縮した後に、さらに青化法により金を分離・濃縮する方法が採られている。
しかし、これらの方法を行うには、鉱石を数十ミクロンから数百ミクロンに粉砕しなければならず、非常に莫大なエネルギを必要とするものである。すなわち、採掘されたままの鉱石中には、金銀をほとんど含まない母岩の塊が多く含まれており、このような母岩をそのように微粒子に粉砕することは、それだけエネルギを無駄に消費することになる。また、母岩には粘土鉱物が多く含まれていることから、青化法、銅精錬の溶剤、浮遊選鉱法のいずれの方法においても粘土鉱物が悪影響を及ぼすことは一般によく知られていることである。
【０００３】
元来、金銀を含有している石英は白色であり、灰色もしくは黒色の母岩とは目視で容易に判別できるものである。したがって、粗破砕物から母岩を取り除く方法として、光学検査を行い、母岩かどうか区別する鉱石選別装置による自動選別が知られている。
この種の鉱石選別装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、金銀を含有する鉱石を粗破砕し、画像解析装置としてテレビカメラを接続したものを使用して、鉱石表面の白色部分を計算して、その割合が所定値以下のものを母岩として除外する金鉱石の選鉱法が採用されている。
ここで、選別対象とするものは、ほとんどが白い石英からなる鉱石の良品、白い石英がほとんど含まれない灰色若しくは黒色の母岩（鉱石の不良品としてのズリ）、石英が脈状に入っている所謂片刃に分類され、片刃は石英脈の含有比率によって鉱石の良品又は不良品に選別される。
【０００４】
また、選別対象が鉱石ではないが、穀物の選別装置として、例えば特許文献２に記載されているように、シュータから投下される豆に加熱器からの熱を加え、加熱直後の豆の温度分布を赤外線監視カメラの画像を用いて調べ、豆に河の剥離、ひび割れ、はじけなどが生じているとその部分の温度が他部よりも高くなるのでそれの有無で不良判別を行い、不良判定が下された豆はエジェクタで不良品回収部に向けて吹き飛ばし、良品群の中から取り除く種皮つき穀物の選別装置が開示されている。
【０００５】
更に、飛行物選別装置として、例えば特許文献３に記載されているように、ベルトコンベアで物体を高速にて定速搬送させ、ベルトコンベアのプーリー端から、真横に飛び出させ、プーリー端の飛び出し直後の水平飛行状態において画像検査し、その判定結果を電磁弁で制御するエアノズル列を使用し落下飛行の軌道を変えることで物体の良否を選別する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１６９０３６号公報（課題を解決するための手段）
【特許文献２】特開２００４−１１３９０４号公報（発明の実施の形態，図１）
【特許文献３】特開２００８−５５２７４号公報（発明を実施するための最良の形態，図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１にあっては、例えば目的鉱物の含有比率が多いものを鉱石の良品として選別する場合には、目的鉱物の領域が比較的広いことから、目的鉱物を含む鉱石画像部の全域を把握することは容易であり、目的鉱物の含有比率は比較的正確に算出されるばかりか、鉱石画像部のうち目的鉱物に対応した箇所にエアノズル列によるエアを吹き付けるようにすれば、鉱石の良品又は不良品の選別はスムーズに行われる。
しかしながら、片刃のように目的鉱物の含有比率が少ないものを鉱石の良品又は不良品として選別する場合には、脈状の目的鉱物の領域が狭いことから、目的鉱物の領域を基準として目的鉱物を含む鉱石画像部の全域を把握することが比較的難しく、一つの鉱石であるのに、目的鉱物を含む鉱石画像部と目的鉱物を含まない鉱石画像部とに分かれた複数の鉱石画像部として把握されてしまう場合が起こり得る。このような場合には、本来は一つの鉱石であるにもかかわらず、一方の鉱石画像部については鉱石の良品と、他方の鉱石画像部については鉱石の不良品として判別してしまうという懸念があり、一つの鉱石に対して良品又は不良品の選別動作が重なって行われる虞れがある。
【０００８】
また、特許文献２のように、穀物の良否の判定結果に従ってエジェクタで穀物の不良品を吹き飛ばす技術がある。この種の技術は、穀物のような軽くて小さいものの場合には、穀物１個に対してエジェクタ１個でエアを吹き付ければ落下飛行の軌道を十分に変えることが可能であるが、鉱石のように比重が重く、穀物よりも大きいものの場合には、単にエアを吹き付けただけでは鉱石の落下飛行の軌道を十分に変えられない事態が起こり得る。
このような事態を解消するには、例えば特許文献３に示すように、エアノズル列を制御することで、鉱石の大きさ（質量）に応じてエアノズル列によるエアの吹付量を変化させ、鉱石の落下飛行の軌道を十分に変化させることは可能かも知れないが、片刃のように目的鉱物の少ないものを鉱石の良品又は不良品として選別するに当たって、鉱石の良否の判別が不正確であると、そもそもエアノズル列によるエアの吹付対象であるのか否かを正確に決定することができない。
このため、片刃のように、目的鉱物の含有比率が少ないものを鉱石の良品又は不良品として選別するに当たっては、鉱石の良品又は不良品であるかを正確に判別し、かつ、判別された鉱石の良品又は不良品のいずれかに対してはエアの吹付量を十分に確保することが必要になる。
【０００９】
本発明が解決しようとする技術的課題は、目的鉱物の含有比率の少ないものを鉱石の良品又は不良品とする場合であっても、鉱石の良品・不良品を正確に選別可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、岩石粉砕物から目的鉱物の含有比率にて予め決められた鉱石の良品・不良品を選別するに際し、前記岩石粉砕物を予め決められた移動軌跡で移動させるように供給する供給工程と、前記供給工程で供給された前記岩石粉砕物を移動軌跡の途中で撮像する撮像工程と、前記撮像工程による撮像結果に基づいて、鉱石画像部と背景部とを切り分けることで鉱石画像部の領域を決定した後、各鉱石画像部の領域内の目的鉱物の含有比率を算出することで鉱石の良品・不良品を判別する判別工程と、前記判別工程にて判別された鉱石の良品・不良品のいずれか一方を吹付対象物とし、前記吹付対象物に向けて当該吹付対象物の投影面の少なくとも過半領域に空気を吹き付け、鉱石の良品・不良品の移動軌跡を異ならせることで両者を選別する選別工程と、を備え、前記判別工程は、前記撮像工程による撮像結果から濃淡情報を割り出し、前記濃淡情報を、目的鉱物、目的鉱物以外の鉱石部分及び背景部に対応して三値化し、三値化画像の背景部以外を鉱石画像部として判別する第１の判別工程と、前記第１の判別工程にて判別された隣接する鉱石画像部の領域として当該鉱石画像部の外接四角形で囲まれる領域を用い、これらの外接四角形間の距離が予め決められた設定値以内であれば前記隣接する鉱石画像部の領域を一つの鉱石として結合し、それ以外であれば別の鉱石として非結合とする結合工程と、前記結合工程による処理後に一つの鉱石とされた鉱石画像部の領域に対して目的鉱物の含有比率を算出し、目的鉱物の含有比率が予め決められた閾値以上か否かによって鉱石の良品・不良品を判別する第２の判別工程と、を有することを特徴とする鉱石選別方法である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、岩石粉砕物から目的鉱物の含有比率にて予め決められた鉱石の良品・不良品を選別する鉱石選別装置であって、前記岩石粉砕物を予め決められた移動軌跡で移動させるように当該岩石粉砕物を供給する供給装置と、前記供給装置にて供給された前記岩石粉砕物を移動軌跡の途中で撮像する撮像器具と、前記撮像器具による撮像結果に基づいて、鉱石画像部と背景部とを切り分けることで鉱石画像部の領域を決定した後、各鉱石画像部の領域内の目的鉱物の含有比率を算出することで鉱石の良品・不良品を判別する判別装置と、前記判別装置にて判別された鉱石の良品・不良品のいずれか一方を吹付対象物とし、鉱石の良品・不良品の移動軌跡を異ならせることで両者を選別するように、前記吹付対象物にて当該吹付対象物の投影面の少なくとも過半領域に空気を吹き付け空気吹付器具と、を備え、前記判別装置は、前記撮像器具による撮像結果から濃淡情報を割り出し、前記濃淡情報を、目的鉱物、目的鉱物以外の鉱石部分及び背景部に対応して三値化し、三値化画像の背景部以外を鉱石画像部として判別する第１の判別部と、前記第１の判別部にて判別された隣接する鉱石画像部の領域として当該鉱石画像部の外接四角形で囲まれる領域を用い、これらの外接四角形間の距離が予め決められた設定値以内であれば前記隣接する鉱石画像部の領域を一つの鉱石として結合し、それ以外であれば別の鉱石として非結合とする結合部と、前記結合部による処理後に一つの鉱石とされた鉱石画像部の領域に対して目的鉱物の含有比率を算出し、目的鉱物の含有比率が予め決められた閾値以上か否かによって鉱石の良品・不良品を判別する第２の判別部と、を有することを特徴とする鉱石選別装置である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る鉱石選別装置において、前記判別装置は、目的鉱物の含有比率について予め決められた閾値が５０％未満の値として選定されていることを特徴とする鉱石選別装置である。
請求項４に係る発明は、請求項２に係る鉱石選別装置において、前記撮像器具は、前記空気吹付器具による空気の吹付方向と同じ側に設置される第１の撮像器具と、前記第１の撮像器具とは異なる方向から撮像可能な第２の撮像器具とを含み、前記判別装置は、前記第１の撮像器具による撮像結果に基づいて前記鉱石画像部の領域を判別する一方、第１及び第２の撮像器具による両方の撮像結果を参照して前記鉱石画像部に含まれる目的鉱物の含有比率を算出することを特徴とする鉱石選別装置である。
請求項５に係る発明は、請求項２に係る鉱石選別装置において、前記岩石粉砕物のサイズが予め決められた最小寸法以上最大寸法以下の範囲内であるときに、前記空気吹付器具は、空気が個別に吹き付け可能であって前記最小寸法より小径のノズルを前記最小寸法未満のピッチで前記吹付対象物の移動軌跡に交差するように並設することを特徴とする鉱石選別装置である。
請求項６に係る発明は、請求項２に係る鉱石選別装置において、前記空気吹付器具は、前記吹付対象物の投影面の略全域に向けて空気を吹き付けることを特徴とする鉱石選別装置である。
請求項７に係る発明は、請求項２に係る鉱石選別装置において、前記空気吹付器具は、空気が個別に吹き付け可能なノズルを前記吹付対象物の移動軌跡に交差するように並設すると共に、並設されたノズル列を複数段有することを特徴とする鉱石選別装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、目的鉱物の含有比率の少ないものを鉱石の良品又は不良品とする場合であっても、鉱石の良品・不良品を正確に選別することができる。特に、判別工程として、結合工程を伴わない場合に比べて、同じ鉱石に対して良品又は不良品と異なる判別をする虞れを回避することができる。
請求項２に係る発明によれば、目的鉱物の含有比率の少ないものを鉱石の良品又は不良品とする場合であっても、鉱石の良品・不良品を正確に選別可能な鉱石選別方法を装置として具現化することができる。特に、判別装置として、結合部を伴わない場合に比べて、同じ鉱石に対して良品又は不良品と異なる判別をする虞れを回避することができる。
請求項３に係る発明によれば、目的鉱物の含有比率の少ないものを鉱石の良品又は不良品とする場合でも、判別装置による閾値を変更するだけで、鉱石の良品・不良品を正確に選別することができる。
請求項４に係る発明によれば、一つの撮像器具を用いる態様に比べて、目的鉱物の含有状態を正確に判別することができ、しかも、吹付対象物への空気の吹付け動作を安定して実施することができる。
請求項５に係る発明によれば、岩石粉砕物のサイズに影響することなく、空気吹付器具による空気の吹き付けを確実に実施することができる。
請求項６に係る発明によれば、吹付対象物の大きさがある程度大きくても、空気の吹付け力、吹付け量を十分に確保することができる。
請求項７に係る発明によれば、ノズル列が一列である態様に比べて、空気吹付器具による空気の吹付量を多く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が適用された鉱石選別方法及びその装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】図１に示す判別工程Ｃ及び選別工程Ｄを模式的に示す説明図である。
【図３】実施の形態１に係る鉱石選別装置の全体構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態１に係る鉱石選別装置の要部を示す説明図である。
【図５】実施の形態１に係る鉱石選別装置の制御系を示す説明図である。
【図６】実施の形態１に係る鉱石選別処理過程を示すフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートの鉱石の良否判別処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は図７に示すフローチャートの第１の判別処理又は第２の判別処理を模試的に示す説明図、（ｂ）は図７に示すフローチャートの結合氏よりを模試的に示す説明図である。
【図９】（ａ）は目的鉱物の含有比率が多い鉱石の撮像画像及びその三値化画像の一例を示す説明図、（ｂ）は目的鉱物の含有比率が少ない鉱石の撮像画像及びその三値化画像の一例を示す説明図、（ｃ）は目的鉱物がほとんど含有されていない鉱石（ズリ）の撮像画像及びその三値化画像の一例を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は吹付けノズルによる空気の吹き付けに伴う鉱石の挙動を示す説明図、（ｂ）は鉱石の落下に伴う吹付けノズルによる空気の吹付け動作を模式的に示す説明図である。
【図１１】実施の形態２に係る鉱石選別装置の要部を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は実施の形態２で用いられる２列型吹付けノズルによる空気の吹付け動作の一例を示す説明図、（ｂ）は同吹付けノズルによる空気の吹付け動作の他の例を示す説明図、（ｃ）は鉱石の落下に伴う２列型吹付けノズルによる空気の吹付け動作を模式的に示す説明図である。
【図１３】（ａ）は変形の形態で用いられる３列型吹付けノズルによる空気の吹付け動作の一例を示す説明図、（ｂ）〜（ｄ）は同吹付けノズルによる空気の吹付け動作の他の例を示す説明図である。
【図１４】（ａ）は実施例１に係る鉱石選別装置においてベルトコンベアから落下した鉱石の挙動を示す説明図、（ｂ）はベルトコンベア方式と振動フィーダ方式とによる落下時の鉱石の挙動を対比した説明図である。
【図１５】実施例１に係る鉱石選別装置においてベルトコンベアから落下する鉱石の落下時間と、ベルトコンベアの搬送速度との関係を示す説明図である。
【図１６】実施例１に係る鉱石選別装置においてベルトコンベアから落下する鉱石の飛び出し量と、ベルトコンベアの搬送速度との関係を示す説明図である。
【図１７】実施例１に係る鉱石選別装置においてベルトコンベアから落下する鉱石の回転量と、ベルトコンベアの搬送速度との関係を示す説明図である。
【図１８】実施例１で用いられるベルトコンベア（ロール径：２００ｍｍ）の各搬送速度におけるコンベア先端からの鉱石の落下軌跡のシミュレーションを示す説明図である。
【図１９】実施例１で用いられるベルトコンベア（ロール径：３００ｍｍ）の各搬送速度におけるコンベア先端からの鉱石の落下軌跡のシミュレーションを示す説明図である。
【図２０】実施例２に係る鉱石選別装置における空気吹付け条件の違いに伴う飛距離の変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
◎実施の形態の概要
図１は本発明が適用された鉱石選別方法及びその装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、鉱石選別方法は、岩石粉砕物１から目的鉱物の含有比率にて予め決められた鉱石の良品１ａ・不良品１ｂを選別するに際し、岩石粉砕物１を予め決められた移動軌跡ｗで落下させるように供給する供給工程Ａと、供給工程Ａで供給された岩石粉砕物１を移動軌跡ｗの途中で撮像する撮像工程Ｂと、撮像工程Ｂによる撮像結果に基づいて、鉱石画像部と背景部とを切り分けることで鉱石画像部の領域を決定した後、各鉱石画像部の領域内の目的鉱物の含有比率を算出することで鉱石の良品１ａ・不良品１ｂを判別する判別工程Ｃと、判別工程Ｃにて判別された鉱石の良品１ａ・不良品１ｂのいずれか一方を吹付対象物（図１では鉱石の良品１ａを例示）とし、吹付対象物に向けて当該吹付対象物の投影面の少なくとも過半領域に空気を吹き付け、鉱石の良品１ａ・不良品１ｂの移動軌跡ｗ（本例ではｗ１，ｗ２）を異ならせることで両者を選別する選別工程Ｄと、を備えたものである。
【００１６】
本例では、鉱石の良品１ａ・不良品１ｂの選別方法は、鉱石中の目的鉱物の含有比率の閾値を予め定めておき、閾値以上の鉱石を良品１ａ、閾値未満の鉱石を不良品１ｂとして選別するものである。
ここで、供給工程Ａについては、岩石粉砕物１が予め決められた移動軌跡に沿って移動するように、岩石粉砕物１を供給する工程であれば適宜選定して差し支えない。例えば、ベルトコンベアで岩石粉砕物を搬送し、ベルトコンベアの端部から略水平方向に飛翔させる方式、あるいは、ベルトコンベアの端部から略鉛直方向に落下させる方式、あるいは、傾斜した滑り樋にて滑り移動させ、滑り樋の先端から飛翔させる方式などを適宜用いるようにすればよい。
また、撮像工程Ｂとしては、移動軌跡ｗの途中で岩石粉砕物１を撮像器具３を用いて画像として撮影する工程であればよく、一方向からの撮像に限らず、複数方向から撮像してもよい。
【００１７】
更に、判別工程Ｃとしては、撮像結果に基づいて岩石粉砕物１が鉱石の良品１ａ・不良品１ｂを判別する工程であり、判別に当たって、図２に示すように、「鉱石画像部Ｓｂと背景部Ｓｃとの判別処理」と、「鉱石画像部Ｓｂの領域内の目的鉱物Ｓａの含有比率を算出することで鉱石の良品１ａ・不良品１ｂの判別処理」とを行うものであればよい。ここで、目的鉱物Ｓａの含有比率については、例えば鉱石画像部Ｓｂの領域内の目的鉱物Ｓａの含有面積（あるいは画素数）を求め、鉱石画像部Ｓｂの大きさに相当する全体面積（あるいは画素数）との比率（Ｓａ／Ｓｂ）を求めるようにすればよい。
本例では、判別工程Ｃにおいて、鉱石画像部Ｓｂを特定してから、目的鉱物Ｓａの含有比率を算出するようにしているため、目的鉱物の含有比率の少ないものを鉱石の良品１ａとする場合であっても、鉱石の良品１ａ・不良品１ｂが正確に判別される。例えば目的鉱物Ｓａの含有比率が多いものを鉱石の良品１ａとする場合には、目的鉱物Ｓａの分布を中心に鉱石画像部Ｓｂの領域を割り出し、その含有比率を算出すればよいが、目的鉱物Ｓａの含有比率が少ないものを鉱石の良品１ａとする場合に、目的鉱物Ｓａの分布を中心に鉱石画像部Ｓｂを割り出そうとすると、一つの鉱石中に脈状の目的鉱物Ｓａが分布しているようなケースでは、鉱石画像部Ｓｂが複数に分かれて判別される虞れがあり、この場合には、一方の鉱石画像部については良品１ａ、他方の鉱石画像部については不良品１ｂのように、一つの鉱石に対して良否の異なる判別が為される懸念がある。
【００１８】
また、選別工程Ｄは、鉱石の良品１ａ・不良品１ｂを選別する工程であり、図２に示すように、鉱石の良品１ａ又は不良品１ｂのいずれかを吹付対象物Ｔｇとし、吹付対象物Ｔｇへの空気の吹付け動作としては、吹付領域Ｂｗが吹付対象物Ｔｇの投影面の少なくとも過半領域に向けて空気を吹き付けるものであればよい。本例では、吹付対象物Ｔｇに対しては可能な限り空気の吹付け面積を広く確保することが好ましく、吹付対象物Ｔｇの投影面の少なくとも過半領域を要件とした。
この場合において、吹付対象物Ｔｇを良品１ａにするか不良品１ｂにするかについては適宜選定して差し支えないが、選別対象物の中でどちらの比率が高いかに関係し、比率の低い方を吹付け対象にするのが好ましい。この理由は、吹付け対象の比率が少ない方が空気の吹付量が少なくて済み、空気圧縮のためのコンプレッサの負荷を軽減することが可能になることによる。
【００１９】
そして、鉱石選別方法を具現化した鉱石選別装置は、図１に示すように、岩石粉砕物１から目的鉱物の含有比率にて予め決められた鉱石の良品１ａ・不良品１ｂを選別する鉱石選別装置であって、岩石粉砕物１を予め決められた移動軌跡ｗで移動させるように当該岩石粉砕物１を供給する供給装置２と、供給装置２にて供給された岩石粉砕物１を移動軌跡ｗの途中で撮像する撮像器具３と、撮像器具３による撮像結果に基づいて、鉱石画像部と背景部とを切り分けることで鉱石画像部の領域を決定した後、各鉱石画像部の領域内の目的鉱物の含有比率を算出することで鉱石の良品１ａ・不良品１ｂを判別する判別装置４と、判別装置４にて判別された鉱石の良品１ａ・不良品１ｂのいずれか一方を吹付対象物とし、鉱石の良品１ａ・不良品１ｂの移動軌跡ｗ（本例ではｗ１，ｗ２）を異ならせることで両者を選別するように、吹付対象物に向けて当該吹付対象物の投影面の少なくとも過半領域に空気を吹き付ける空気吹付器具５と、を備えたものである。
尚、図１中、供給装置２は例えばベルトコンベア等のベルト状搬送体６で岩石粉砕物１を搬送し、ベルト状搬送体６の端部から略水平方向に飛翔させる方式が採用されており、また、符号７は鉱石の良品１ａ又は不良品１ｂを選別して収容する選別容器であって、例えば鉱石の良品１ａの収容領域Ｒ１と鉱石の不良品１ｂの収容領域Ｒ２とを仕切り壁にて仕切った構造になっている。
【００２０】
このような技術的手段において、判別装置４は、撮像器具３による撮像結果に基づいて、前述した判別手法を用いて鉱石の良品・不良品を判別するものであればよい。
また、空気吹付器具５としては、撮像位置Ｑ１よりも岩石粉砕物１の移動方向下流側に移動した岩石粉砕物１を吹付対象物とし、その吹付方向は移動方向に交差する方向であればよい。ここで、空気の吹付位置Ｑ２は撮像位置Ｑ１から一定の距離をもって設定されていればよく、空気吹付器具５による空気の吹付け動作は岩石粉砕物の移動速度を考慮し、岩石粉砕物１が撮像位置Ｑ１を通過した後一定時間経過後に開始するようにすればよい。
【００２１】
次に、本実施の形態における鉱石選別装置の代表的態様又は好ましい態様について説明する。
先ず、判別装置４の好ましい態様としては、撮像器具３による撮像結果から鉱石画像部か背景部かを判別する第１の判別部と、第１の判別部にて判別された隣接する鉱石画像部の領域間の距離が予め決められた設定値以内であれば隣接する鉱石画像部の領域を一つの鉱石として結合し、それ以外であれば別の鉱石として非結合とする結合部と、結合部による処理後のそれぞれの鉱石画像部の領域に対して目的鉱物の含有比率を算出し、目的鉱物の含有比率が予め決められた閾値以上か否かによって鉱石の良品・不良品を判別する第２の判別部と、を有する態様が挙げられる。
本件は、第１の判別部にて鉱石画像部か背景部かを判別するが、例えば鉱石の目的鉱物が白に近く、目的鉱物以外の領域が黒に近い場合には、本来は一つの鉱石であるが、複数の鉱石画像部に分離して表示される事態が起こり得る。このとき、複数の鉱石画像部を個別の鉱石として一律に決めてしまうと、目的鉱物の分布によっては、同じ鉱石に対して良品又は不良品と異なる判別をする虞れがある。このため、本例では、結合部によって、隣接する鉱石画像部の領域間の距離が所定の設定値（ｘ０，ｙ０）以内であれば両者の領域を一つの鉱石として結合するという処理を行い、個々の鉱石に対応した鉱石画像部を決定するようにしたのである。このようにして決定された各鉱石画像部に対し、第２の判別部にて目的鉱物の含有比率を算出することで各鉱石の良品・不良品を判別するようにしたのである。
ここで、結合部の処理に当たって、例えば鉱石画像部の領域としては鉱石画像部の外接四角形で囲まれる領域を用い、また、結合部の設定値（ｘ０，ｙ０）は隣接する複数の鉱石画像部が一つの鉱石であることを示す指標として予め選定されればよく、例えば（０，０）あるいは０に近似する値が用いられる。
【００２２】
また、判別装置４の別の好ましい態様としては、撮像器具３による撮像結果から濃淡情報を割り出し、濃淡情報を、目的鉱物、目的鉱物以外の鉱石部分及び背景部に対応して三値化し、三値化画像の背景部以外を鉱石画像部として判別し、三値化画像の鉱石画像部に対する目的鉱物の占有面積から目的鉱物の含有比率を算出する態様が挙げられる。
本例は、撮像器具３による撮像結果から割り出した濃淡情報を利用し、目的鉱物、目的鉱物外の鉱石部分、背景部の三つの領域に区分すべく三値化し、三値化画像をラベリングすることで鉱石画像部、鉱石画像部に対する目的鉱物の含有比率を求める方式である。
更に、判別装置４の別の好ましい態様としては、目的鉱物の含有比率について予め決められた閾値が５０％未満の値として選定されているものが挙げられる。
岩石粉砕物１をある程度大きく粗粉砕した場合に、目的鉱物の含有比率が低い鉱石であっても、鉱石の大きさが大きい分、目的鉱物の含有量はそれほど少ないと言えない場合がある。本態様は、このような場合に、鉱石の良否を判別する基準としての閾値を低く設定することで、鉱石の良否をより広範囲で選別することを企図したものである。
【００２３】
また、撮像器具３による撮像精度を高めるには、撮像器具３として、空気吹付器具５による空気の吹付方向と同じ側に設置される第１の撮像器具と、第１の撮像器具とは異なる方向から撮像可能な第２の撮像器具とを含み、判別装置４は、第１の撮像器具による撮像結果に基づいて鉱石画像部の領域を判別する一方、第１及び第２の撮像器具による両方の撮像結果を参照して鉱石画像部に含まれる目的鉱物の含有比率を算出する態様が好ましい。
本例は、岩石粉砕物１を複数の方向から撮像することができるため、岩石粉砕物１に含まれる目的鉱物の含有比率を複数方向から確認することが可能である。但し、空気吹付器具５による空気の吹付動作は空気吹付器具５の配設位置によって決まっているため、鉱石画像部の領域の大きさ判別については、空気吹付器具５による空気の吹付け方向と同じ側に設けられた第１の撮像器具による撮像結果を使用することにした。
【００２４】
また、空気吹付器具５の代表的態様としては、岩石粉砕物１のサイズが予め決められた最小寸法以上最大寸法以下の範囲内であるときに、空気吹付器具５は、空気が個別に吹き付け可能であって最小寸法より小径のノズルを最小寸法未満のピッチで吹付対象物の移動軌跡に交差するように並設する態様が挙げられる。岩石粉砕物１のサイズが篩い分けにより所定範囲に決まっている場合において、空気吹付器具５を選定するに当たって、最小寸法より小径のノズルを最小寸法未満のピッチで吹付対象物の移動軌跡に交差するように並設すれば、最小寸法の岩石粉砕物１であっても、空気を吹き付けることが可能である。
更に、空気吹付器具５の好ましい態様としては、空気の吹き付け力、吹き付け量を十分に確保するという観点からすれば、吹付対象物Ｔｇ（図２参照）の投影面の略全域に向けて空気を吹き付けるものが挙げられる。
更にまた、空気吹付器具５の好ましい態様としては、空気が個別に吹き付け可能なノズルを吹付対象物の移動軌跡に交差するように並設すると共に、並設されたノズル列を複数段有するものが挙げられる。本例はノズル列が複数段である態様を示すが、各列のノズルの空気の吹付タイミングは同時でもよいし、別個でもよい。また、吹き付け方向は平行でもよいし、非平行として一箇所に集中して吹き付けるようにしてもよい。
【００２５】
以下、添付図面示す実施の形態に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
◎実施の形態１
−鉱石選別装置の全体構成−
図３は実施の形態１に係る鉱石選別装置の全体構成を示す説明図である。
同図において、鉱石選別装置２０は、選別対象である鉱石（例えば金鉱石）を含む岩石粉砕物が収容される収容容器２１を有し、この収容容器２１には岩石粉砕物が予め決められた大きさ、例えば最大径寸法５０〜７５ｍｍの大きさに揃えられるための篩２２を付設すると共に、図示外の水洗器具を付設し、収容容器２１内で岩石粉砕物を水洗しながら篩２２にかけて所定範囲の大きさの岩石粉砕物のみを通過するようにしたものである。
そして、本例では、収容容器２１の篩２２の下方には振動フィーダ２３が傾斜配置されており、この振動フィーダ２３の下流側には案内シュート２４を介してベルトコンベア２５が配設されている。
【００２６】
本実施の形態において、ベルトコンベア２５は例えば一対の張架ロール２７，２８間に搬送ベルト２６を循環移動可能に掛け渡したものであり、例えば一方の張架ロール２７を駆動モータ２９による駆動力が伝達可能な駆動ロールとし、搬送ベルト２６を循環移動させるようになっている。
本例では、搬送ベルト２６は岩石粉砕物Ｇが搬送可能な厚肉の耐摩耗性のベルト材料（例えばスチールコード、不織布等の補強材を含むエチレン、プロピレン等の弾性ゴム）を用いて構成されており、その表面部には適度な摩擦抵抗を具備させることで、案内シュート２４を介して搬入された岩石粉砕物Ｇを不必要に転がすことなく、適度の間隔をおいて保持して搬送するようになっている。
そして、本例では、ベルトコンベア２５は駆動モータ２９によって搬送ベルト２６を予め決められた速度ｖｃで搬送するように調整されている。
尚、図３において、ベルトコンベア２５上には岩石粉砕物Ｇが予め決められた許容幅寸法内において載せられているが、この岩石粉砕物Ｇには選別対象である鉱石の良品Ｇａ（図中○で表記）と、所謂ずりと称される不良品Ｇｂ（図中●で表記）とが含まれている。ここでいう鉱石の良品Ｇａ・不良品Ｇｂの判別基準の詳細については後述する。
【００２７】
また、ベルトコンベア２５は、図３及び図４に示すように、搬送ベルト２６の搬送方向下流側端の張架ロール２８に掛け渡された部分の先端部位から、岩石粉砕物Ｇを所定の落下軌跡（移動軌跡）ｗに沿って落下させるようになっている。
そして、岩石粉砕物Ｇの落下軌跡ｗの途中に位置する撮像位置Ｑ１に対向した部位には撮像器具としてのカメラ３０が略水平方向に沿って配設されており、更に、カメラ３０の近傍には撮像位置Ｑ１を照明するための照明ランプ４０が一若しくは複数設けられている。
更に、岩石粉砕物Ｇの落下軌跡ｗの途中のうち撮像位置Ｑ１の下方に位置する吹付位置Ｑ２に対向する部位には空気吹付器具５０の一要素であるノズルアレイ５１が配設されている。
更にまた、岩石粉砕物Ｇの落下軌跡ｗにおける吹付位置Ｑ２の下方には、選別対象である鉱石の良品Ｇａ・不良品Ｇｂを選別した収容する選別容器７０が設置されている。
また、符号８０はカメラ３０、照明ランプ４０、空気吹付器具５０及び駆動モータ２９に対して所定の制御信号を送出し、各要素を制御する制御装置である。
【００２８】
＜ベルトコンベアの搬送速度の選定＞
本実施の形態において、ベルトコンベア２５（具体的には搬送ベルト２６）の搬送速度ｖｃは以下のように選定されている。
本例において、ベルトコンベア２５の搬送方向下流側に位置する張架ロール２８は直径ｄであり、搬送ベルト２６は直径ｄの張架ロール２８に掛け渡されて断面半円状に湾曲配置されている。
ここで、岩石粉砕物Ｇはベルトコンベア２５の搬送ベルト２６のうち水平方向に延びる直線部２６ａに載置されて搬送され、搬送ベルト２６の直線部２６ａから湾曲部２６ｂに至る部位にて水平方向に放出される。
このとき、搬送ベルト２６の搬送速度を所定の閾値よりも速く設定すると、岩石粉砕物Ｇの水平方向への放出速度が速くなり、岩石粉砕物Ｇが搬送ベルト２６の湾曲部２６ｂから離れた状態で飛翔してしまう。この場合、岩石粉砕物Ｇの落下軌跡ｗは粒径（重さ）の違いによりばらつきはあるものの、比較的安定したものとして得られるが、岩石粉砕物Ｇの水平方向の放出速度が速すぎると、岩石粉砕物Ｇの水平方向の飛行距離が大きくなってしまい、その分、カメラ３０や空気吹付器具５０の設置スペースをベルトコンベア２５から十分に離れた位置に確保することが必要であり、鉱石選別装置２０の大型化につながる懸念がある。
一方、搬送ベルト２６の搬送速度が所定の閾値を下回ると、岩石粉砕物Ｇが搬送ベルト２６の湾曲部２６ｂの先端位置に相当する落下開始位置に至るまで搬送ベルト２６に接触した状態で搬送されるという落下軌跡を描くが、搬送ベルト２６の搬送速度が極端に遅くなると、岩石粉砕物Ｇが搬送ベルト２６の湾曲部２６ｂとの接触部位で滑り移動してしまい、搬送ベルト２６から離れる岩石粉砕物Ｇの落下開始位置がばらついたり、あるいは、滑り移動した岩石粉砕物Ｇが湾曲部２６ｂ上で転動し、搬送ベルト２６から離れる岩石粉砕物Ｇの落下開始姿勢がばらついてしまい、岩石粉砕物Ｇの落下軌跡ｗが不安定になり易い懸念がある。
そこで、本実施の形態では、搬送ベルト２６の湾曲部２６ｂでは、岩石粉砕物Ｇが湾曲部２６ｂの周面の曲率に近い曲率の落下軌跡ｗを描いて当該湾曲部２６ｂとの接触部位では滑らずに搬送されるように、搬送ベルト２６の搬送速度が予め決められた搬送速度ｖｃに選定されている。
尚、具体的な選定例については実施例にて詳述する。
【００２９】
＜カメラ＞
本実施の形態において、カメラ３０は、図３乃至図５に示すように、モノクロＣＣＤ等の撮像素子３１を所定の画素密度間隔ｋで水平方向に沿って配列したラインセンサにて構成され、撮像位置Ｑ１にて落下する岩石粉砕物Ｇを逐次撮像するようにしたものである。
本例では、カメラ３０は、ベルトコンベア２５の搬送ベルト２６の直線部２６ａに沿った水平位置から鉛直方向にｈ０だけ下方の撮像位置Ｑ１を有し、当該撮像位置Ｑ１を横切る岩石粉砕物Ｇの投影面積及び岩石粉砕物Ｇの濃淡情報を含む撮像情報を取得するようになっている。尚、本例では、選別対象が金鉱石であり、目的鉱物である金はモノクロ画像中では白色に近い画像になることから、岩石粉砕物Ｇの投影面積内での濃淡画像のうち白色に近い画像部の占める比率が目的鉱物の含有比率になり、この含有比率が予め決められた閾値以上か否かによって鉱石の良品・不良品を判別することが可能である。
【００３０】
＜空気吹付器具＞
本実施の形態において、空気吹付器具５０の一要素であるノズルアレイ５１は、図３乃至図５に示すように、ベルトコンベア２５の搬送ベルト２６の直線部２６ａに沿った水平位置から鉛直方向にｈ１（ｈ１＞ｈ０）だけ下方の吹付位置Ｑ２に対向して配置されており、略水平方向に亘って複数の吹付ノズル５２を所定ピッチ間隔ｐで配列したものであり、各吹付ノズル５２による空気の吹付け動作を夫々対応する電磁弁５３にてオンオフ制御するようになっている。
ここで、吹付ノズル５２の内径ｕ及びピッチ間隔ｐは適宜選定して差し支えないが、岩石粉砕物Ｇへの空気の吹付けを良好に保つという観点からすれば、岩石粉砕物Ｇの最小寸法（本例では５０ｍｍ）よりも小さく設定されていればよく、例えば８〜２０ｍｍ位（本例ではいずれも１０ｍｍ前後）に設定されている。
本例では、ノズルアレイ５１が例えばｎ個の吹付ノズル５２が一列に並んでいると仮定すると、各吹付ノズル５２に対応する電磁弁５３は複数段（本例では４段）に分かれ、各段にｎ／４個ずつ配列された電磁弁ユニット５４として構成されている。そして、所定の圧力（例えば０．７〜１．０ＭＰａ）に加圧された圧搾空気が貯留されているエアタンク５５が設けられ、このエアタンク５５が各電磁弁５３の流路に連通接続されており、対応する電磁弁５３のオン動作に伴ってエアタンク５５の圧搾空気が対応する吹付ノズル５２に供給され、吹付ノズル５２による空気の吹付け動作が行われる。
また、各電磁弁５３には電磁弁駆動回路５６からのオンオフ信号が発生するようになっており、この電磁弁駆動回路５６には制御装置８０からの制御信号が送出される。
特に、本例では、制御装置８０は、カメラ３０による撮像結果から岩石粉砕物Ｇが鉱石の良品Ｇａであると判別したときに、当該鉱石の良品Ｇａが吹付位置Ｑ２を通過するタイミングにて対応する電磁弁５３をオン動作させ、対応する吹付ノズル５２による空気の吹付け動作を実施するものである。
【００３１】
＜選別容器＞
本実施の形態において、選別容器７０は、図３及び図４に示すように、吹付位置Ｑ２から鉛直方向にｈ２だけ下方に鉱石の良品Ｇａ・不良品Ｇｂの収容領域（本例では、第１の収容領域Ｒ１が良品Ｇａ、第２の収容領域Ｒ２が不良品Ｇｂの収容領域として使用）を確保するようになっており、更に、吹付位置Ｑ２の略直下位置には各収容領域Ｒ１，Ｒ２が仕切られる仕切り壁７１を有している。
ここで、各吹付ノズル５２による空気の吹付け動作に伴って鉱石の良品Ｇａが吹き付けられると、当該鉱石の良品Ｇａは不良品Ｇｂの落下軌跡ｗ２とは異なる落下軌跡ｗ１にて落下することになるが、この鉱石の良品Ｇａの落下軌跡ｗ１としては、良品Ｇａが決められた収容領域Ｒ１に確実に収容されるように、仕切り壁７１からの飛び出し量ｊが十分に確保されていればよく、吹付位置Ｑ２から選別容器７０までの距離ｈ２は飛び出し量ｊが十分確保されるように選定すればよい。
【００３２】
−鉱石選別処理−
本実施の形態では、制御装置８０は、岩石粉砕物Ｇから鉱石の良品Ｇａ・不良品Ｇｂが選別可能な鉱石選別処理プログラム（図６参照）を有しており、このプログラムを実行することにより、鉱石の良品Ｇｂ及び不良品Ｇｂの選別を実施するようになっている。
今、図３及び図６に示すように、図示外のスタートスイッチをオン操作すると、鉱石選別装置２０が稼働し、収容容器２１内で岩石粉砕物Ｇが水洗されながら篩２２にかけられ、所定範囲の寸法に絞られた後、振動フィーダ２３及び案内シュート２４を介してベルトコンベア２５上に岩石粉砕物Ｇが供給される。
このとき、ベルトコンベア２５は所定の搬送速ｖｃにて搬送されており、ベルトコンベア２５上の岩石粉砕物Ｇは所定の搬送速度ｖｃにて搬送され、ベルトコンベア２５の搬送方向下流側にて張架ロール２８に沿う搬送ベルト２６の湾曲部２６ｂの周面の曲率に近い曲率の落下軌跡ｗを描いて落下する。
【００３３】
そして、岩石粉砕物Ｇが撮像位置Ｑ１を通過すると、照明ランプ４０による照明光に照らされた状態でカメラ３０が岩石粉砕物Ｇを撮像する。
ここで、カメラ３０からの撮像画像としては、例えば図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、多階調（例えば２５６階調）の濃淡レベルで表示される画像が得られる。
つまり、カメラ３０からの撮像画像には、岩石粉砕物Ｇとしての鉱石画像部と背景部とが表示され、鉱石画像部の領域内に目的鉱物が適宜分布するようになっている。本例では、目的鉱物である金を含有する石英は白色であることから、鉱石画像部のうち、白色若しくは白色に近い画像部が目的鉱物であり、それ以外の灰色又は黒色に近い画像部が目的鉱物以外の部分であり、背景部が黒色であることが理解される。
尚、図９において、（ａ）は目的鉱物の含有比率が多い鉱石の撮像画像例、（ｂ）は目的鉱物の含有比率の少ない鉱石の撮像画像例、（ｃ）は目的鉱物が含有されていないズリの撮像画像例を示す。
【００３４】
この状態において、制御装置８０は、カメラ３０からの撮像結果に基づいて、岩石粉砕物Ｇにつき鉱石の良品Ｇａ・不良品Ｇｂを判別する。
本例では鉱石の良否判別法として、図７及び図８（ａ）（ｂ）に示すように、カメラ３０による撮像結果から鉱石画像部Ｓｂか背景部Ｓｃかを判別する第１の判別処理と、第１の判別処理にて判別された隣接する鉱石画像部Ｓｂの領域間の距離が予め決められた設定値以内であれば隣接する鉱石画像部Ｓｂの領域を一つの鉱石として結合し、それ以外であれば別の鉱石として非結合とする結合処理と、結合処理後のそれぞれの鉱石画像部Ｓｂの領域に対して目的鉱物Ｓａの含有比率を算出し、目的鉱物Ｓａの含有比率が予め決められた閾値α以上か否かによって鉱石の良品・不良品を判別する第２の判別処理と、を有し、全ての鉱石の判別が終了するまで継続して実施する手法が用いられている。
そして、本例では、鉱石の良否判別を実施するに当たり、カメラ３０による撮像結果から多階調（例えばモノクロ濃淡８ビット）の濃淡情報を割り出し、例えば図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、濃淡情報を、目的鉱物、目的鉱物以外の鉱石部分及び背景部に対応して予め決められた閾値によって三値化し、図８（ａ）に示すように、三値化画像の背景部Ｓｃ以外を鉱石画像部Ｓｂとして判別し、三値化画像の鉱石画像部Ｓｂに対する目的鉱物Ｓａの占有面積から目的鉱物の含有比率を算出する手法が用いられている。
【００３５】
ここで、結合処理について補足する。
本例では、第１の判別処理にて鉱石画像部Ｓｂか背景部Ｓｃかを判別するが、例えば図９（ｂ）に示すように、鉱石画像部Ｓｂの領域内に脈状の目的鉱物Ｓａが少ない比率で含有され、かつ、脈状の目的鉱物Ｓａが鉱石画像部Ｓｂの領域を分断するように配置されている場合には、例えば図８（ｂ）に示すように、本来は一つの鉱石であるが、複数の鉱石画像部Ｓｂ（図中Ｓｂ１，Ｓｂ２）に分離して表示される事態が起こり得る。
このとき、複数の鉱石画像部Ｓｂを個別の鉱石として一律に決めてしまうと、同じ鉱石に対して良品又は不良品と異なる判別をする虞れがある。このため、本例では、結合処理として、図８（ｂ）に示すように、隣接する複数の鉱石画像部Ｓｂ（Ｓｂ１，Ｓｂ２）の領域として鉱石画像部Ｓｂの外接四角形で囲まれる図中点線で示す領域Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）を用い、これらの外接四角形間の距離が所定の設定値（ｘ０，ｙ０）以内であれば一つの鉱石として結合し、図中一点鎖線で示す領域Ｕを鉱石画像部の領域とする一方、前述した外接四角形間の距離が所定の設定値（ｘ０，ｙ０）を超えた値のときには両者を非結合として別個の鉱石として扱う処理が行われる。
尚、結合処理の設定値（ｘ０，ｙ０）は隣接する複数の鉱石画像部Ｓｂ（Ｓｂ１，Ｓｂ２）が一つの鉱石であることを示す指標として予め選定されればよく、（０，０）あるいは０に近似する値が用いられる。
【００３６】
そして、第２の判別処理では、このようにして決定された各鉱石画像部Ｓｂに対し、以下の式から目的鉱物Ｓａの含有比率を算出することで、各鉱石の良品・不良品を判別する。
（Ｓａ／Ｓｂ）≧α              ……（式１）
ここで、αは鉱石の良品Ｇａであることを許容する割合（例えば３０％）を示す閾値である。
本例では、前述したように、三値化画像の鉱石画像部Ｓｂに対する目的鉱物Ｓａの占有面積から目的鉱物Ｓａの含有比率を算出する手法が用いられている。この場合、目的鉱物Ｓａは白領域、鉱石画像部Ｓｂは目的鉱物Ｓａを含む鉱石全体で、白領域と灰色領域であるため、Ｓａ／Ｓｂ＝（白領域）／（白領域＋灰色領域）として演算される。
例えば図９（ａ）に示すケースでは、（Ｓａ／Ｓｂ）≧αの条件を満たし、当該岩石粉砕物Ｇを鉱石の良品Ｇａと判別する。
また、図９（ｂ）に示すケースでは、（Ｓａ／Ｓｂ）≧αの条件を満たすか否かにより、当該岩石粉砕物Ｇを鉱石の良品Ｇａ又は不良品Ｇｂと判別する。
更に、図９（ｃ）に示すケースでは、（Ｓａ／Ｓｂ）＜αであることから、当該岩石粉砕物Ｇを鉱石の不良品Ｇｂとして判別する。
【００３７】
次いで、制御装置８０は、カメラ３０による撮像結果に基づいて、例えば岩石粉砕物Ｇが鉱石の良品Ｇａであると判別した場合には、当該鉱石の良品Ｇａが吹付位置Ｑ２を通過するタイミングにて対応する吹付ノズル５２が鉱石の良品Ｇａに対して空気（Air）を吹き付ける。
このとき、撮像位置Ｑ１と吹付位置Ｑ２とでは、鉱石の良品Ｇａの落下速度が異なるが、両者間の距離は一定であるため、撮像位置Ｑ１を通過した鉱石の良品Ｇａが吹付位置Ｑ２に到達するまでの落下時間は一定であり、これに基づいて、吹付ノズル５２による空気の吹付け動作タイミングが決定される。
本例では、制御装置８０は、図６に示すように、吹付位置Ｑ２を過ぎる鉱石の良品Ｇａに対し、対応する吹付ノズル５２による空気の吹付け動作を実施するように、空気の吹付け条件を演算した後、この空気の吹付け条件に基づいて制御信号を生成する。
今、ノズルアレイ５１に対向して鉱石の良品Ｇａが落下していくと、制御装置８０は、吹付位置Ｑ２を通過する鉱石の良品Ｇａの落下移動位置を認識し、図１０（ｂ）の時間経過（ｔ＝Δｔ→６Δｔ）に伴って、鉱石の良品Ｇａに対応する位置の吹付ノズル５２にて空気の吹付け動作を行うようにする。尚、図１０（ｂ）中、○の吹付ノズル５２は空気の吹付け動が不実施、●の吹付ノズル５２は空気の吹付け動作を実施している状態を示す。
このような吹付ノズル５２による空気の吹付け動作が実施されると、鉱石の良品Ｇａの重力方向に面した投影面の略全域に亘っては圧搾空気が吹き付けられ、選別容器７０の仕切り壁７１から十分な飛び出し量ｊをもった落下軌跡ｗ２を経て第２の収容領域Ｒ２に収容される。本例では、鉱石の良品Ｇａの重力方向に面した投影面の略全域に圧搾空気が吹き付けられているが、前述した投影面の過半領域に圧搾空気を吹き付けるようにすれば、選別容器７０に対する鉱石の選別動作は良好に実施可能である。
尚、鉱石の不良品Ｇｂに対しては、吹付ノズル５２による空気の吹付け動作は実施されないため、鉱石の不良品Ｇｂは、予め決められた落下軌跡ｗに連なる落下軌跡ｗ２を経て第２の収容領域Ｒ２に収容される。
【００３８】
また、本実施の形態では、図１０（ａ）に示すように、吹付ノズル５２は、Ｍ方向に回転しながら落下中の鉱石の良品Ｇａに対し空気を吹き付けるため、鉱石の良品Ｇａの回転姿勢が、良品Ｇａの上側が下側よりも吹付ノズル５２側に接近するように傾いた姿勢に至ると、吹付ノズル５２からの空気が良品Ｇａに吹き付けられたとき、この良品Ｇａには、水平方向に押す吹付力成分Ｆｈに加えて、上向きに向かう吹付力成分Ｆｖが与えられる。このとき、鉱石の良品Ｇａに上向きの吹付力成分Ｆｖが作用することで、当該良品Ｇａが落下する際の抵抗力が発生し、その分、良品Ｇａの落下時間を稼ぐことができ、空気の吹付けに伴う良品Ｇａの飛距離を多く確保することができる。
更に、本実施の形態では、ベルトコンベア２５から落下した岩石粉砕物Ｇである鉱石は落下に伴って重力加速度が働き、落下方向に散らばる挙動を示す。このため、ベルトコンベア２５上への岩石粉砕物Ｇの供給量については岩石粉砕物Ｇが重ならない程度のばらつきでよく、水平飛行方式を採用する場合のように、ベルトコンベア２５上に分散させた状態で岩石粉砕物Ｇを供給する必要はない。
【００３９】
◎変形の形態
本実施の形態では、カメラ３０は、空気吹付器具５０による空気の吹付方向と同じ側に１つ設置されているが、これに限られるものではなく、更に、カメラ３０とは異なる方向から撮像可能な別のカメラ（図示せず）を一若しくは複数設置し、カメラ３０による撮像結果に基づいて鉱石画像部Ｓｂの領域を判別する一方、カメラ３０と別のカメラの両方の撮像結果を参照して鉱石画像部Ｓｂに含まれる目的鉱物Ｓａの含有比率をより算出するようにしてもよいことは勿論である。本例では、鉱石画像部Ｓｂに含まれる目的鉱物Ｓａの含有比率を複数方向から確認することが可能であるため、鉱石画像部Ｓｂに含まれる目的鉱物Ｓａの含有比率を適宜補正することで算出精度を高めることができる。
例えば２つのカメラを設置する場合には、カメラ３０と当該カメラ３０の反対側から同じ角度で撮像する別のカメラ（図示せず）とを設置するようにすれば、鉱石の両面を同じ角度で見ることになり、判別すべき鉱石画像部Ｓｂの領域を共通にした状態で目的鉱物Ｓａの含有比率を算出することができる点で好ましい。
【００４０】
◎実施の形態２
図１１は実施の形態２に係る鉱石選別装置の要部を示す説明図である。
同図において、鉱石選別装置２０の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なる空気吹付器具５０を備えている。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本例において、空気吹付器具５０は上下２段のノズルアレイ５１ａ，５１ｂを有しており、各ノズルアレイ５１ａ，５１ｂには夫々吹付ノズル５２を所定ピッチ間隔毎に配列したものである。
本実施の形態では、上下２段のノズルアレイ５１ａ，５１ｂは、例えば図１２（ａ）に示すように、各列の吹付ノズル５２による空気の吹付け動作を同時に実施する態様(同時打撃方式)でもよいし、図１２（ｂ）に示すように、各列の吹付ノズル５２による空気の吹付け動作を時間差をもって実施する態様（時間差打撃方式）でもよい。
また、本例では、今、ノズルアレイ５１ａ，５１ｂに対向して鉱石の良品Ｇａが落下していくと、制御装置８０は、吹付位置Ｑ２を通過する鉱石の良品Ｇａの落下移動位置を認識し、図１２（ｃ）の時間経過（ｔ＝Δｔ→６Δｔ）に伴って、鉱石の良品Ｇａに対応する位置の吹付ノズル５２にて空気の吹付け動作を行うようにする。尚、図１２（ｃ）中、○の吹付ノズル５２は空気の吹付け動が不実施、●の吹付ノズル５２は空気の吹付け動作を実施している状態を示す。
このような吹付ノズル５２による空気の吹付け動作が実施されると、実施の形態１に比べて、鉱石の良品Ｇａは約２倍の圧搾空気によって吹き付けられ、選別容器７０の仕切り壁７１から更に十分な飛び出し量ｊをもった落下軌跡ｗ１を経て第１の収容領域Ｒ１に収容される。
【００４１】
◎変形の形態
本実施の形態では、空気吹付器具５０として、上下２段のノズルアレイ５１ａ，５１ｂを採用しているが、これに限られるものではなく、例えば図１３（ａ）に示すように、上下３段のノズルアレイ５１ａ〜５１ｃを有し、各ノズルアレイ５１ａ〜５１ｃには夫々吹付ノズル５２を所定ピッチ間隔毎に配列したものである。
本変形の形態では、上下３段のノズルアレイ５１ａ，５１ｂは、例えば図１３（ａ）に示すように、各列の吹付ノズル５２による空気の吹付け動作を同時に実施する態様（同時打撃方式）でもよいし、図１３（ｂ）に示すように、各列の吹付ノズル５２による空気の吹付け動作を時間差をもって実施する態様（時間差打撃方式）でもよい。
更に、図１３（ｃ）に示すように、各列の吹付ノズル５２を平行に配置し、平行な空気流による吹付け動作を実施する態様（平行打撃方式）でもよいし、図１３（ｄ）に示すように、各列の吹付ノズル５２を角度を付けて一点に集中するように配置し、一点に集中する空気流による吹付け動作を実施する態様（一点集中打撃方式）でもよい。
尚、空気吹付器具５０として、上下４段以上のノズルアレイを採用するようにしてもよいことは勿論である。
【実施例】
【００４２】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１に係る鉱石選別装置を具現化したものについて、その性能を評価したものである。
本実施例は、図１４（ａ）に示すように、ベルトコンベア２５の搬送方向端部から鉱石が含まれる岩石粉砕物Ｇを繰り出し落下させたものである。
ここで、岩石粉砕物Ｇとしては転がりやすい形状のものを選定した。
図１４（ａ）において、Ａはベルトコンベア２５の岩石粉砕物Ｇの搬送面から０．５ｍ下方の位置、ＢはＡ位置から０．５ｍ下方の位置である。
ｔｆはＡからＢに至るまでの落下時間（落下距離）、ｘはベルトコンベア２５の先端位置からＢに至るまでの飛び出し量（１ｍ落下時）、θはＡからＢに至るまでの回転量（１００ｍｓ当たり）を示し、夫々複数回（Ｎ＝１０回）実験を行った。
本例では、ベルトコンベア２５の張架ロール径は２００ｍｍで、ベルトコンベアの搬送速度は１ｍ／ｓである。
尚、比較例１は、ベルトコンベア２５を用いずに、振動フィーダ２３から直接落下させたものである。但し、振動フィーダ２３の振動条件は６０Ｈｚ、搬送速度は８ｍ／ｍｉｎ．である。
実施例１，比較例１についての比較項目の結果を図１４（ｂ）に示す。
実施例１は、全ての比較項目において、比較例１よりもばらつきが少なく、岩石粉砕物Ｇの落下挙動が安定することが理解される。
【００４３】
実施例１において、ベルトコンベア２５の搬送速度を変化させた条件で、各搬送速度で２０回ずつ実験を行い、落下時間のばらつき、飛び出し量のばらつき、回転量のばらつきを調べたところ、図１５乃至図１７に示す結果が得られた。
但し、落下時間のばらつきは、７００ｍｍから１２００ｍｍとした。また、飛び出し量のばらつきについては落差を１２００ｍｍとした。更に、回転量のばらつきについては７００ｍｍから１２００ｍｍでの落差間とした。
図１５は落下時間のばらつきを示すものである。
ここで、「食い込み量０」とは、岩石粉砕物が張架ロールに掛け渡された搬送ベルトの湾曲部の周面の曲率に沿った落下軌跡を描いて搬送されるようにベルトコンベアの搬送速度を選定した場合に相当し、また、「食い込み無し」とは、岩石粉砕物が張架ロールに掛け渡された湾曲部の曲率未満の曲率軌跡を描いて搬送されるようにベルトコンベアの搬送速度を選定した場合に相当し、「食い込み有り」とは、岩石粉砕物が張架ロールに掛け渡された湾曲部の曲率より大きい曲率軌跡を描いて搬送されるようにベルトコンベアの搬送速度を選定した相当に相当する。
同図によれば、「食い込み無し」の場合には、「食い込み有り」の場合に比べて、落下時間のばらつきが小さいことが理解され、また、「食い込み有り」の場合には、「食い込み量０」に相当する速度（図１５では１．０４ｍ／ｓ）に対して遅くなればなるほど落下時間のばらつきが大きくなることが理解される。このことは、ベルトコンベアの搬送速度を極端に遅くした場合には、岩石粉砕物がベルトコンベアの湾曲部から繰り出し落下する際に、岩石粉砕物がベルトコンベアの湾曲部との接触部位で滑り移動してしまい、これに伴って、ベルトコンベアからの落下開始位置や落下開始姿勢がばらつくことに起因するものと推測される。
また、図１６は岩石粉砕物の飛び出し量のばらつき、図１７は岩石粉砕物の回転量のばらつきであるが、いずれも、「食い込み量０」、「食い込み量無し」の場合に、「食い込み量有り」の場合に比べて、岩石粉砕物の飛び出し量、回転量のばらつきが小さいことが理解され、また、「食い込み有り」の場合には、「食い込み量０」に相当する速度に対して遅くなればなるほど飛び出し量、回転量のばらつきが大きくなることが理解される。
尚、実施例１において、張架ロール径を２００ｍｍから３００ｍｍのものに変更し、ベルトコンベア２５の搬送速度を変化させた条件で、各搬送速度で２０回ずつ実験を行い、岩石粉砕物の落下時間のばらつき、飛び出し量のばらつき、回転量のばらつきを調べたところ、張架ロールが２００ｍｍの場合と略同様な傾向が見られた。
【００４４】
また、ベルトコンベアの張架ロール（本例では張架ロール径：２００ｍｍ）に掛け渡された部分における岩石粉砕物の落下軌跡をベルトコンベアの搬送速度を変えて調べたところ、図１８に示す結果が得られた。
同図によれば、ベルトコンベアの搬送速度が１ｍ／ｓ（「食い込み量０」に略相当する速度）である場合、岩石粉砕物の落下軌跡はベルトコンベアの湾曲部の曲率に略対応しており、落下軌跡が安定することが理解される。また、ベルトコンベアの搬送速度を例えば１．２ｍ／ｓにすると、岩石粉砕物の落下軌跡はベルトコンベアの湾曲部の曲率未満になるが、ベルトコンベアの湾曲部の曲率に近い曲率の軌跡に変化することが理解される。尚、「食い込み有り」の場合でも、食い込み量０の近傍（例えばベルトコンベアの搬送速度を０．８ｍ／ｓにする）であれば、岩石粉砕物の落下軌跡はベルトコンベアの湾曲部の曲率に近い軌跡になることが理解される。
更に、ベルトコンベアの張架ロール（本例では張架ロール径：３００ｍｍ）に掛け渡された部分における岩石粉砕物の落下軌跡をベルトコンベアの搬送速度を変えて調べたところ、図１９に示す結果が得られた。
同図によれば、ベルトコンベアの搬送速度が１．２ｍ／ｓ（「食い込み量０」に略相当する速度）である場合、岩石粉砕物の落下軌跡がベルトコンベアの湾曲部の曲率に略対応しており、落下軌跡が安定することが理解される。また、ベルトコンベアの搬送速度を例えば１．４ｍ／ｓにすると、岩石粉砕物の落下軌跡はベルトコンベアの湾曲部の曲率未満になるが、ベルトコンベアの湾曲部の曲率に近い曲率の軌跡に変化することが理解される。尚、「食い込み有り」の場合でも、食い込み量０の近傍（例えばベルトコンベアの搬送速度を１．０ｍ／ｓにする）であれば、岩石粉砕物の落下軌跡はベルトコンベアの湾曲部の曲率に近い軌跡になることが理解される。
よって、「食い込み無し」の場合、つまり、「食い込み量０」に相当するベルトコンベアの速度を超える速度条件であれば、岩石粉砕物の落下軌跡は安定するが、ベルトコンベアの速度を速く設定し過ぎると、岩石粉砕物の水平方向に沿う移動量が大きくなることから、岩石粉砕物の水平方向に沿う移動量を少なくするという観点からすれば、「食い込み量０」に相当するベルトコンベアの速度に近い速度を選定することが好ましい。
また、「食い込み有り」の場合には、「食い込み量０」の近傍では岩石粉砕物の落下軌跡はベルトコンベアの湾曲部の曲率に近い軌跡にはなるものの、岩石粉砕物の形状によっては岩石粉砕物の落下時間、飛び出し量、あるいは、回転量のばらつきが大きくなる可能性があるため、ベルトコンベアの搬送速度の選定に当たっては、少なくとも「食い込み有り」を除き、「食い込み量０」又は「食い込み無し」で「食い込み量０」の近傍を許容範囲として選定することが好ましい。
【００４５】
◎実施例２
実施例２は実施の形態２に係る鉱石選別装置を具現化したもので、空気吹付器具５０による空気の吹付け条件を変えて、鉱石の選別性能を評価するようにしたものである。
本例では、以下の４つの態様について、鉱石の選別性能（飛距離ｊ）を評価した。
（１）１列吹付ノズル
エア圧力  ０．７ＭＰａ
（２）２列吹付ノズル
エア圧力  ０．７ＭＰａ
同時打撃方式
（３）２列吹付ノズル
エア圧力  １．０ＭＰａ
同時打撃方式
（４）２列吹付ノズル
エア圧力  １．０ＭＰａ
時間差打撃方式
尚、（１）は比較の意味で１列吹付ノズル方式について同様な実験を行った。
【００４６】
各ケースについて、夫々１０回測定したところ、図２０に示す結果が得られた。
１列吹付ノズル方式よりも２列吹付ノズル方式による空気の吹付け動作を実施した方が選別容器の仕切り壁からの飛距離（飛び出し量）ｊが大きく、鉱石の選別性能が高いことが理解される。
また、２列吹付ノズル方式においては、エア圧が高い方が飛距離ｊが大きいことが理解される。
更に、２列吹付ノズル方式では、同時打撃個方式より時間差打撃方式の方が飛距離ｊが大きいことが理解される。
尚、図２０中、Ｐｚは吹付ノズルによる空気の吹付け動作を実施しない条件下での鉱石の不良品の落下位置を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１    岩石粉砕物
１ａ  鉱石の良品
１ｂ  鉱石の不良品
２    供給装置
３    撮像器具
４    判別装置
５    空気吹付器具
６    ベルト状搬送体
７    選別容器
Ａ    供給工程
Ｂ    撮像工程
Ｃ    判別工程
Ｄ    選別工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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