(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貝殻を取り除くための新規な方法であって、次の手順：
（１）篩い分け：貝殻が混じった海砂について、篩目の大きさがそれぞれ異なる篩を用いて篩い分け、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物としての海砂を得る；
（１’）破砕：前記手順（１）（篩い分け）で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂又はその海砂の一部を破砕し、砂粒よりも強度が小さい貝殻をより小さな断片状に破砕する；
（２）分離：前記手順（１’）（破砕）で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物あるいはその混合物の一部について再篩い分けを行い、この再篩い分けにおいて用いる篩の篩目の形状は長方形または楕円形であり、この篩を用いて混合物中の貝殻を篩目から落として、砂粒を篩の上に残すことにより、海砂中の砂粒と貝殻とをそれぞれ分離する；
を含み、
前記手順（２）（分離）で用いる篩における長方形又は楕円形の篩目の横幅の最大値が、再篩い分けされる砂粒と貝殻との混合物における砂粒の粒径区間の上限値よりも小さいものである、
ことを特徴とする新規な方法。
【請求項２】
貝殻を取り除くための新規な方法であって、次の手順：
（１）篩い分け：貝殻の混じった海砂について、篩目の大きさがそれぞれ異なる篩を用いて篩い分け、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物としての海砂を得る；
（２）破砕：前記手順（１）（篩い分け）により得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂又はその海砂の一部を破砕し、砂粒よりも強度が小さい貝殻をより小さな断片状に破砕する；
（３）分離：前記手順（２）（破砕）で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂又はその海砂の一部について、それぞれ再篩い分けを行い、混合物中の貝殻を篩目から落として、砂粒を篩の上に残すことにより、海砂中の砂粒と貝殻とをそれぞれ分離する；
を含み、
前記手順（３）（分離）において用いる篩の篩目が、篩い分けられる混合物の粒径区間の上限値よりも小さいものであることを特徴とする、新規な方法。
【請求項３】
貝殻を取り除くための新規な方法であって、次の手順：
（１）篩い分け：貝殻が混じった海砂について、篩目が格子状であり且つそれぞれの篩目の横幅が異なる篩を用いて、貝殻が混じった海砂を篩い分け、粒径区間がそれぞれ異なる海砂と貝殻との混合物を得る；
（２）破砕：前記手順（１）（篩い分け）により得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂又はその海砂の一部を破砕し、砂粒よりも強度が小さい貝殻をより小さな断片状に破砕する；
（３）分離：前記手順（２）（破砕）で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂又はその海砂の一部について、それぞれ再篩い分けを行い、混合物中の貝殻を篩目から落として、砂粒を篩の上に残すことにより、海砂中の砂粒と貝殻とをそれぞれ分離する；
を含み、
前記手順（３）（分離）において用いる篩の篩目が、篩い分けられる混合物の粒径区間の上限値よりも小さいものであることを特徴とする、新しい貝殻取り除き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海砂処理に関し、とりわけ海砂処理において貝殻を取り除くための新規な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
我が国（中国）の経済の急速な発展に伴い、建設規模が日に日に拡大しており、特に東南沿海地域における都市開発が急速に推し進められ、結果として、沿海都市において川砂資源が乏しくなるという困難に直面している。川砂資源が乏しくなるにつれて、川砂の採取により川底及び生態系が破壊されるとの人々の意識が高まってきており、海砂を処理して都市建設に用いることが将来の建設用砂を考える上で避けては通れないという動向となっている。
【０００３】
国内外では、かなり前から海砂が建設に用いられているが、日本での建設用砂の９０％が処理された海砂である。貝殻の強度（破砕強さ）は砂粒の強度（破砕強さ）よりもはるかに小さく、手だけで簡単に砕くことができ、海砂に圧倒的に多く含まれているこのような貝殻は建設材料としての性能に影響を与える有害な成分であり、こうした貝殻をコンクリート中に含むならば泥塊相当の危険がある。「中国建設用砂基準」によれば、「砂としての泥塊の粒子径（粒子の直径）は１．１８ｍｍより大きく、水に浸した後に手で捻ると、６００μｍより小さい。」と定めてある。
【０００４】
海砂に混じった貝殻は大きさがバラバラであり、大きいものもあれば小さいものもある。日本の神戸（阪神）大震災後、地震により崩壊した建築物に対する調査では、海砂によるものが先に崩壊されたとのことであるが、日本では建設用海砂に対して、その中の塩素イオンが量的に厳しく規制されている。また、コンクリートに使う鉄筋には錆を防止するための除錆剤を使うといった措置もあるため、海砂を用いた建設物が崩壊した主な原因は、過剰量の塩素イオンではなく、貝殻が混じった海砂であり、これこそが隠れた危険であると理解できる。
【０００５】
我が国（中国）でも海砂に混じった貝殻が建設構造における強度上、危険をもたらすものであると認識されている。わが国（中国）の国家基準では、建設用砂に貝殻が混じってはならないと定められている。脱塩（淡水化）した海砂を建設材料として、建設物に大量に使用するという問題を解決するため、２００９年の末に編成された「コンクリートでの海砂応用技術規範」国家基準では、『建設用砂に混ざっている貝殻の大きさは４．７５ｍｍ以下とする』と規定されており、その量については次の表の通りである。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
海砂に混じった貝殻を取り除く技術についての研究は遅れてはならないであろう。我が国（中国）沿海地域における海砂の実際の処理は、一般的に篩により、ある程度の大きさの貝殻を取り除くという作業であるが、その欠点は、特定の篩目より大きい貝殻が取り除かれる一方で、それより小さい貝殻はやはり取り除くことができず、そのまま残ってしまうことにある。そのように処理された海砂を建設工事に使うと、コンクリートの強度及び耐久性が低下し、建設物の安全性が脅かされる隠れた危険が残ることとなるであろう。
【０００８】
海砂において貝殻が有効的に取り除かれることなく、貝殻量が規範より超えているようであれば、建設用砂とはならず、高強度のコンクリートに使うことが難しいため、資源の無駄であろう。
【０００９】
特定の篩の目より小さい貝殻を海砂から取り除くため、いろいろな研究及び実験が行われている。例えば、スパイラル分級機により処理された後の海砂にはやはり大量の貝殻が残されている。また、化学的に処理する方法はあるものの、こうした方法には多大なるコストがかかるばかりか、環境汚染が生じる恐れがあるという問題もあって、このような処理効果は望まれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】（特に無し）
【発明の概要】
【００１１】
本発明の目的は上述の欠陥を克服し、適切に高効率に海砂（混合砂としての海砂、混合海砂）から貝殻を取り除くことができる新規な方法を提供することにある。
【００１２】
貝殻と海砂とが混ざりあうことで、これらは不均一な混合物をなす。貝殻は（海砂の砂粒成分よりも）見かけ上の密度がやや大きいものの、（密度の）小さいものから大きいものまで分布しているため、両者（貝殻と海砂）の密度に大差はなく、通常の処理方法であれば、この両者を分離させることは難しい。
【００１３】
海砂には貝殻と砂粒とが混在して含まれており、粒径の小さいものから大きいものまで分布している。とりわけ、海砂中での貝殻は事情がさらに複雑である。というのも、（海砂中の）貝殻自体の大きさが均一でないばかりか、長期的な海水の運動により、これら貝殻の形状がばらばらであるためである。一般的に（海砂（混合海砂）中の）貝殻は不規則な断片状の殻の形で存在している。その一方で、海砂（砂粒成分としての海砂、海砂粒、砂粒）は塊状あるいは略球形状である固体状の粒として存在している。本発明は、多段階での篩分けという技術的思想を利用して、ある特定の複数の粒径区間における海砂（砂粒成分としての海砂、海砂粒）と貝殻との混合物を形成した後に、両者の異なる性質を利用して分離するというものである。
【００１４】
なお、本発明において「粒径区間」とは、砂粒と貝殻との混合物である海砂における砂粒の粒径区間を指す。
【００１５】
第一に、上述の課題を達成するための本発明の技術方案を以下の通り説明する。
【００１６】
＜技術法案その１＞
（海砂から）貝殻を取り除くための新規な方法の一つとして、以下の手順が含まれる。
【００１７】
＜手順その１：篩分け（篩い分け）＞
貝殻を含む海砂は、篩目の大きさがそれぞれ異なる篩を用いて、それぞれ粒径区間が異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂として篩い分けられる。篩目の大きさが異なる上述の各々の篩において、（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は２０（倍）より小さいものとする。
【００１８】
＜手順その２：分離＞
「手順その１（篩分け）」で得られたそれぞれ異なる粒径区間の砂粒と貝殻との混合物である海砂（あるいは、その一部）を再度篩い分ける。目の細長い篩で篩い分けると、混合物中の貝殻は篩目から落ちてしまうが、砂粒は篩に残る。それによって、砂粒と貝殻はそれぞれ分離できるようになる。なお、上述の細長い篩目の篩は、横幅の最大値が再度篩い分ける砂粒と貝殻との混合物における粒径区間の上限値より小さいものであり、縦幅の最大値が再度篩い分ける砂粒と貝殻との混合物における粒径区間の下限値よりも大きいものとする。
【００１９】
さらに、本発明における他の技術方案は以下の通りである。（「技術法案その２」）
【００２０】
＜技術法案その２＞
上述の「技術法案その１」の「手順その２（分離）」において、上述の細長い篩目の篩は、横幅の最大値が再度篩い分ける砂粒と貝殻との混合物における砂粒の粒径区間の下限値より小さいものとする。
【００２１】
また、上述の「技術法案その１」の「手順その２（分離）」において、上述の細長い篩目の篩は、縦幅が再度篩い分ける砂粒と貝殻との混合物での砂粒の粒径区間の上限値より大きいものとする。
【００２２】
さらに、上述の「技術法案その１」における「手順その１（篩分け）」の篩い分けた後と、「手順その２（分離）」の分離の間には、次の手順もある。（「技術法案その３」）
【００２３】
＜技術法案その３＞
＜手順その１’：破砕＞
「手順その１（篩分け）」で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を破砕させる。これにより、砂粒の強度（破砕強さ）よりも強度（破砕強さ）が小さい貝殻は、さらに小さな断片状に破砕される。
【００２４】
上述の「手順その１’（破砕）」と「手順その２（分離）」の間に、次の手順もある。（「技術法案その４」）
【００２５】
＜技術法案その４＞
＜手順その１”：二次篩分け＞
「手順その１’（破砕）」によって得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物について、二回目の篩分けを行う（二次篩分け）。二次篩分けに使う篩の篩目の大きさ（孔径）は二次篩分けにおける海砂と貝殻との混合物の粒径区間の上限値より小さいものとする。
【００２６】
上述の分離手順で用いられる細長い目の篩における目の形状は、好適には、楕円形、長方形、平行四辺形、台形、又は任意の細長い形状でよい。
【００２７】
上述の「手順その１（篩分け）」で用いられる篩の目の形状は、好適には、円形か四角形（例えば平行四辺形）、三角形である。
【００２８】
好適には、上述の「手順その２（分離）」の分離において用いられる篩の目は格子状であるが、その（格子の）間隔は再篩分け（手順その１”（二次篩分け））の砂粒と貝殻との混合物での砂粒の粒径区間の上限値より小さいものとする。
【００２９】
本発明は、海砂（混合砂としての海砂）中の貝殻を取り除くもう一つの方法を提供する。その技術方案は次の通りである。
【００３０】
＜技術法案その５＞
＜手順その１：篩分け＞
篩目の大きさ（孔径）が異なるそれぞれの篩によって、篩分けられたものは、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物としての海砂である。上述の各々の篩において、（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は２０（倍）より小さいものとする。
【００３１】
＜手順その２：破砕＞
「手順その１（篩分け）」で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を破砕する。これにより、砂粒の強度（破砕強さ）よりも強度（破砕強さ）が小さい貝殻は、さらに小さな断片状に破砕される。
【００３２】
＜手順その３：分離＞
「手順その２（破砕）」で得られた粒径区間が異なる海砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を再度篩い分ける。再篩分けに使う篩の篩目は、篩分ける混合物の粒径区間の上限値よりも小さいものとする。これにより、貝殻は篩目から落ちるものの、海砂は篩目によって捕捉されることとなり、これにより海砂中の砂粒と貝殻とを分離することができる。
【００３３】
さらに、本方法の技術方案は次の通りでもよい。（「技術法案その６」）
【００３４】
＜技術法案その６＞
上述の「手順その３（分離）」における再篩分け（二次篩分け）に使う篩の篩目は、再篩分けの混合物中の砂粒における粒径区間の下限値より小さいものとする。
【００３５】
さらに、上述の「手順その１（篩分け）」に用いる篩の篩目のサイズは７５μｍ〜１０ｍｍ以内とする。
【００３６】
上述の「手順その１（篩分け）」に用いる篩の篩目は、円形、四角形、又は三角形とする。
【００３７】
さらに、本発明は、海砂中の貝殻を取り除くための他の方法を提供する。その技術方案は次の通りである。（「技術法案その７」）
【００３８】
＜技術法案その７＞
＜手順その１：篩分け＞
細長い形状の篩目で、かつ、篩目の横幅がそれぞれ異なる篩を用いて、貝殻が混ざっている海砂（混合砂としての海砂）の篩分けを行う。篩目の横幅が異なるそれぞれの篩において、（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は２０（倍）より小さいものとする。これにより、粒径区間がそれぞれ異なる海砂と貝殻との混合物を得ることができる。
【００３９】
＜手順その２：分離＞
「手順その１（篩分け）」で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を再度篩い分ける。使った篩の目は横幅の最大値が再度篩い分ける貝殻と砂粒との混合物の粒径区間の下限値より大きい。それによって、貝殻は篩に残るものの、海砂は篩目から落ちることとなる。これにより、海砂中の砂粒と貝殻とが分離され、粒径区間がそれぞれ異なる海砂の砂粒がそれぞれ得られることになる。
【００４０】
また、本方法の技術方案は、次のようでもよい。（「技術法案その８」）
【００４１】
＜技術法案その８＞
上述の「手順その１（篩分け）」に用いられる篩は、横幅がそれぞれ異なる格子状の篩であるが、（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は２０（倍）より小さいものとする。
【００４２】
上述の「手順その２（破砕）」で用いられる篩の篩目の形状は、円形、四辺形、又は三角形である。
【００４３】
さらに本発明は、海砂中の貝殻を取り除くための他の方法を提供する。その技術方案は次の通りである。（「技術法案その９」）
【００４４】
＜技術法案その９＞
＜手順その１：篩分け＞
細長い篩目で、かつ、横幅がそれぞれ異なる篩目の篩により、貝殻が混じった海砂を篩い分ける。横幅がそれぞれ異なる篩目の篩において、（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は２０（倍）より小さいものとする。これにより、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物としての海砂を得ることができる。
【００４５】
＜手順その２：破砕＞
「手順その１（篩分け）」で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を破砕する。これにより、砂粒の強度（破砕強さ）よりも強度（破砕強さ）が小さい貝殻は、さらに小さな断片状に破砕される。
【００４６】
＜手順その３：分離＞
「手順その２（破砕）」により得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を再度篩い分ける。これにより、貝殻は篩目から落ちるものの、海砂は篩目によって捕捉されることとなり、結果として（混合物としての）海砂における砂粒と貝殻とを分離することができる。なお、この再篩分け（手順その３（分離））に用いる篩の篩目は、篩い分ける混合物の粒径区間の上限値より小さいものとする。
【００４７】
さらに本発明の技術方案は、次の通りでもよい。（「技術法案その１０」）
【００４８】
＜技術法案その１０＞
上述の「手順その１（篩分け）」に用いられる篩は、篩目のサイズがそれぞれ異なる格子状の篩である。それぞれ異なる篩目の篩において、（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径、格子の条と条との間の間隔）の比は２０（倍）より小さいものとする。
【００４９】
好適には、上述の「手順その３（分離）」（または再篩分け）に用いるそれぞれの篩は、細長い形状の篩目を有するものであり、かつ、当該篩目の横幅がそれぞれ異なるものである。ここで用いる篩の篩目の横幅の大きさは、上述の再篩分けにおける海砂（海砂の砂粒成分、海砂粒（砂粒））と貝殻との混合物での砂粒の粒径区間の上限値の１．５倍を超えないものとする。
【００５０】
さらに好適には、上述の「手順その３（分離）」（または再篩分け）に使う篩は格子状である。（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径、格子の条と条との間の間隔）の比は、上述の再篩い分けにおける海砂と貝殻との混合物中の砂粒の粒径区間の上限値の１．５倍を超えないものとする。
【００５１】
さらに本発明は、海砂中の貝殻を取り除くための他の方法を提供する。その技術方案は次の通りである。（「技術法案その１１」）
【００５２】
＜技術法案その１１＞
＜手順その１：篩分け＞
篩目の大きさがそれぞれ異なる篩を用いて貝殻が混じった海砂を篩い分ける。これにより、粒径区間がそれぞれ異なる海砂粒と貝殻の混合物が得られる。ここで、（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は２０（倍）より小さいものとする。
【００５３】
＜手順その２：破砕＞
「手順その１（篩分け）」で得られた粒径区間がそれぞれ異なる海砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を破砕する。これにより、砂粒の強度（破砕強さ）よりも強度（破砕強さ）が小さい貝殻は、さらに小さな断片状に破砕される。
【００５４】
＜手順その３：水力分離＞
上昇流れである媒質（ここでは水）の流れを用いて、上述の「手順その１（破砕）」で得られた粒径区間がそれぞれ異なる海砂と貝殻との混合物を、それぞれ全体的あるいは部分的に洗い流す。これにより上昇流れである媒質（ここでは水）の流速よりも沈降速度が遅い（海砂粒と貝殻との）混合物中の貝殻は水流に従って上に向かうが、上昇流れである媒質（ここでは水）の流速よりも沈降速度が速い（海砂粒と貝殻との）混合物中の砂粒は下に向かって沈降していくこととなる。これによって、砂粒と貝殻とを分離することができる。ここで、上述の媒質（水）の流速は、破砕した貝殻の沈降終端速度よりも速いが、洗い流される粒径区間の砂粒における自由沈降終端速度よりも遅いものとする。
【００５５】
さらに、本方法の技術方案は次の通りでもよい。（「技術法案その１２」）
【００５６】
＜技術法案その１２＞
上述の「手順その１（篩分け）」に用いるそれぞれの篩は、細長い形状の篩目であり、横幅がそれぞれ異なる篩目の篩である。
【００５７】
また、本方法の技術方案は次の通りでもよい。（「技術法案その１３」）
【００５８】
＜技術法案その１３＞
上述の「手順その１（篩分け）」に用いる異なる篩目の篩は、細長い篩目で間隔が異なっている格子状の篩である。なお、それぞれの異なる篩目の篩において、（粒径区間において）隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は２０（倍）より小さいものとする。
【００５９】
さらに本発明は、海砂中の貝殻を取り除くための他の方法を提供するものであり、その方法における特徴として、次の手順を含むものとする。（「技術法案その１４」）
【００６０】
＜技術法案その１４＞
＜手順その１：水力分級（水力分層）＞
流速がそれぞれ異なる、下から上への上昇流れである媒質（ここでは水）の流れを用いて、貝殻が混ざった海砂を洗い流す。媒質（水）の流速よりも自由沈降終端速度の方が速い場合は粒砂と貝殻とが下方へ沈降するが、媒質（水）の流速よりも混合物における自由沈降終端速度の方が遅い場合は粒砂と貝殻とが水流に伴って上方に流されることになる。これによって、粒径区間が（それぞれ）異なる海砂と貝殻との混合物を得ることができる。
【００６１】
＜手順その２：破砕＞
「手順その１（篩分け）」で得られた粒径区間が（それぞれ）異なる海砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を破砕する。これにより、砂粒の強度（破砕強さ）よりも強度（破砕強さ）が小さい貝殻は、さらに小さな断片状に破砕される。
【００６２】
＜手順その３：分離＞
「手順その２（破砕）」で得られた粒径区間が異なる海砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を再度篩い分ける。再篩分けに用いる篩の篩目は、篩い分ける混合物の粒径区間の上限値よりも小さいものとする。これにより、貝殻は篩目から落ちることとなるが、砂粒は篩に残ることとなるので、砂粒と貝殻とを分離することができる。
【００６３】
さらに、本方法での技術方案として、次のようでもよい。（「技術法案その１５」）
【００６４】
＜技術法案その１５＞
上述の「手順その３（分離）」（再篩分け）に用いるそれぞれの篩は、細長い形状の篩目を有する篩であり、かつ、（当該篩目の）横幅がそれぞれ異なる篩である。
【００６５】
また、本方法での技術方案として、次のほうでもよい。（「技術法案その１６」）
【００６６】
＜技術法案その１６＞
上述の「手順その３（分離）」（再篩分け）に用いた篩の篩目は格子状であり、当該篩の篩目の大きさ（孔径、格子の条と条との間の間隔）は、上述の再篩い分けにおける海砂と貝殻との混合物中の砂粒の粒径区間の上限値の１．５倍を超えないものとする。
【００６７】
さらに本発明は、海砂中の貝殻を取り除くための他の方法を提供するものであり、その方法における特徴として、次の手順を含むものである。（「技術法案その１７」）
【００６８】
＜技術法案その１７＞
＜手順その１：水力分級（水力分層）＞
速度がそれぞれ異なる、媒質（ここでは水）の流れを用いて、下から上へと貝殻が混ざった海砂を洗い流す。媒質（水）の流速よりも自由沈降終端速度の方が速い場合は粒砂と貝殻とが下方へ沈降するが、媒質（水）の流速よりも混合物における自由沈降終端速度の方が遅い場合は粒砂と貝殻とが水流に伴って上方に流されることになる。これによって、粒径区間が（それぞれ）異なる海砂と貝殻との混合物を得ることができる。
【００６９】
＜手順その２：破砕＞
「手順その１（水力分級）」で得られた粒径区間が異なる海砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を破砕する。これにより、砂粒の強度（破砕強さ）よりも強度（破砕強さ）が小さい貝殻は、さらに小さな断片状に破砕される。
【００７０】
＜手順その３：分離＞
「手順その２（破砕）」で得られた粒径区間が異なる海砂粒と貝殻との混合物（あるいは、その一部）を再度、「手順その１（水力分級）」により繰り返して流す。これによって、媒質（ここでは水）の流速よりも遅い自由沈降終端速度である貝殻は水流に伴って上方へ流されるが、媒質（水）の流速よりも速い自由沈降終端速度である砂粒は下方に沈降することとなる。これによって、海砂（混合砂としての海砂）における砂粒と貝殻とを分離することができ、粒径区間がそれぞれ異なる海砂を得ることができる。なお、上述の媒質（水）の流速は、破砕した貝殻の自由沈降終端速度を超えることなく、かつ、（それぞれ異なる）粒径区間において流される砂粒の自由沈降終端速度より遅いものとする。
【００７１】
海砂中の貝殻を取り除くという本発明の方法には、次のようなメリットがある。すなわち本発明の方法は、貝殻と砂粒の物理的特性及び貝殻の強度が砂粒の強度より小さいという特性を利用して、機械的な篩い分けと、水力（水流れ）による分級（水力分級）と、破砕というこれらの処理を組み合わせたものであり、それゆえ、処理工程が簡易であり、様々（多様）な形態の分級物を得ることができ、費用が安く抑えられ、環境を汚染することなく、良好な分離効果を得ることができるという処理方法である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
本発明について具体的な実施例を基にして、以下の通り詳しく説明する。
【００７３】
＜実施例１＞
本実施例は、海砂中の貝殻と砂粒の物理的特性がそれぞれ異なるものであることを利用して、これら両者（貝殻と砂粒）をそれぞれ分離する方法につき説明するものであるが、混合物としての海砂は不均一であり、その両者（貝殻と砂粒）の密度が近いため、通常の方法では、これら両者（貝殻と砂粒）を分離することは難しい。海砂中の砂粒は粒径の小さいものから大きいものまで分布している。一方、海砂中の貝殻は事情がより複雑であり、（海砂中の砂粒よりも）見かけの密度がやや大きく、（貝殻の）粒径が小さいものから大きいものまで分布しており、ただ大きさがバラバラであるというだけでなく、長期間の海水運動によってその形状もバラバラとなっており、一般的には貝殻皮との形として存在し、不規則な片状（断片状）をなしている。一方で、海砂中の砂粒は塊状または略球状の固体粒子である。本実施例では、海砂中の貝殻を取り除くための実施態様につき、以下の通り具体的に説明する。
【００７４】
まずは、篩目が１０ｍｍである篩を用いて、それ（海砂）を篩い分ける。篩目が１０ｍｍであるこの篩を用いて、粒径が１０ｍｍより大きい砂粒、石、貝殻を取り除いた後に、残った砂粒と貝殻との混合物について、篩目が大きい篩から篩目が小さい篩へと、順番にそれぞれの混合物を篩い分ける。こうして、それぞれ粒径区間が異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂を得ることができる。なお、（篩目が１０ｍｍである篩を用いて処理した後に）使った篩の篩目のサイズは１０ｍｍより小さいものであり、少しずつ篩目を小さくして（段階的に）篩を用いることで、有効的に貝殻を取り除くことができる。貝殻が（篩から）抜け落ちて海砂に残ることがないよう、篩分けの効果を確保すべく、二次篩分けにおいて隣り合う篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は１０（倍）よりも小さい。本実施例（における二次篩分け）では、合計５回の篩分けを行った。それぞれの篩における篩目のサイズは４．７５ｍｍ、２．５ｍｍ、１．０ｍｍ、０．２８ｍｍ、および７５μｍである。それぞれの篩で得られたものは、粒径が２．５０ｍｍ〜４．７４ｍｍ、１．００ｍｍ〜２．５０ｍｍ、０．２８ｍｍ〜１．００ｍｍ、７５μｍ〜０．２８ｍｍ、および０〜７５μｍである砂粒と貝殻との混合物としての海砂である。なお、０〜７５μｍの粒径の砂粒は天然砂として建設用砂の国家基準の下限よりも小さいものであり建設材料として用いることはできないため、さらなる処理を考える必要は無い。よって、このような小さい粒径の砂粒に関する後処理について、以降の実施例では再度言及しないものとする。
【００７５】
その後、再度の分離処理を行う。すなわち、上述の処理により得られた粒径がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂を再度篩い分けて、分離させる。今回の分離作業に使う篩の篩目は細長いものとする。細長い目の横幅の最大値は再分離処理における砂粒と貝殻との混合物である海砂の粒径区間の上限値を超えないものし、好適には、再分離処理の砂粒と貝殻の混合物である海砂の粒径区間の下限値より小さいものを優先的に選択するものとする。好適には、細長い篩目の縦幅は、再分離処理の砂粒と貝殻の混合物である海砂の粒径区間の上限値よりも大きいものを優先的に選択するものとする。これにより、混合物中の貝殻は篩目から落ちるが、砂粒は篩に残ることになるので、砂粒と貝殻とが分離できるようになる。それぞれの分離処理により得られた粒径が異なる海砂砂粒を混ぜ合わせることで、異なる粒径を有する海砂砂粒の混合物が得られる。その混合物に対してさらに淡化処理を行うことで、建設分野に用いることができる建設用砂を得ることができる。
【００７６】
本実施例の分離処理に用いる篩は、長方形の篩目を有する篩である。粒径区間ごとに混合物を二組に分けた。実際に用いた篩の篩目を下表の通り示す。
【００７７】
【表２】
0006309110.tif 000003
【００７８】
粒径区間が異なる混合物を再度篩分けて分離させることで、粒径区間ごとの混合物に混ざっている貝殻は篩目から落ちるが、砂粒は篩に残ることとなり、こうした処理によって海砂の砂粒と貝殻とが分離できるようになる。
【００７９】
なお、本実施例での第一組の分離例において、使った篩目の篩は、横幅の最大値が再度篩い分ける分離の砂粒と貝殻との混合物での粒径区間の下限値を超えないものとする。
【００８０】
本実施例での第二組の分離例では、使った篩の篩目は、縦幅が再度篩い分ける分離の砂粒と貝殻との混合物での粒径区間の上限値よりも大きいものとする。
【００８１】
本実施例では、使った篩の篩目は７５μｍ〜４．７５ｍｍの間であり、一つ一つ段階ごとに異なる。なお、篩分けの手順において隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は４（倍）以下とする。
【００８２】
本発明において分離作業に用いる篩の篩目の形状は長方形に限られず、台形、平行四辺形、五辺形、六辺形或いは多辺形でもよく、篩目の横幅の最大値が再度の篩分けにおける砂粒と貝殻との混合物である海砂の粒径区間の上限値を超えない限りよいが、（好ましくは）再度篩い分ける海砂の砂粒と貝殻との混合物の粒径区間の下限値を優先的に選択するものとする。
【００８３】
本発明では、分離作業に使った篩の篩目は、楕円形でもよい。その短軸サイズは再度篩い分ける海砂の砂粒と貝殻との混合物の粒径区間の上限値を超えないが、好適には、再度篩い分ける海砂の砂粒と貝殻との混合物の粒径区間の下限値を優先的に選択するものとする。その長軸サイズは再度篩い分ける海砂の砂粒と貝殻との混合物の粒径区間の下限値より大きいが、好適には、再度篩い分ける海砂の砂粒と貝殻との混合物の粒径区間の上限値を優先的に選択するものとする。
【００８４】
上述の篩を用いることで、（粒子の）直径が粒径区間の下限値よりも大きい粒状の砂粒は篩に残ることになるが、薄い断片状の貝殻は振動時に篩の中で位置が常に移動し、粒径区間の下限値の篩目から落ちる。したがって、混合物に混ざった貝殻が分離される。
【００８５】
本発明方法での分離作業に使った篩は格子状でもよい。（格子状の篩における）細長い孔（篩目）の間隔は再度篩い分ける海砂の砂粒と貝殻との混合物の粒径区間の下限値を超えないものとする。
【００８６】
このような格子状の篩を使うと、直径が粒径区間の下限値よりも大きい粒状の砂粒は篩に残ることとなるが、薄い断片状の貝殻は振動時に篩の中で位置が常に移動し、篩目から落ちる。したがって、混合物に混ざった貝殻が分離される。
【００８７】
本発明の方法において、篩い分け手順後、分離手順前に次の手順を追加してもよい。
【００８８】
＜手順その１’（破砕）＞
篩い分けた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂をそれぞれ破砕する。砂粒より強度（破砕強さ）が小さい貝殻はさらに小さな断片状に破砕される。貝殻の強度が砂粒の強度よりも小さいという特徴を利用して、篩い分けた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物をそれぞれ破砕し、砂粒より強度が小さい貝殻はもっと小さな断片状に破砕される。砂粒は強度（破砕強さ）が大きいため、破砕されにくい（ほぼ破砕されない）ので、この後に再度分離処理を行う。このような（破砕の）メリットは、貝殻を分離させるという効果をより保証するものである。貝殻のサイズが小さくなることで、貝殻は篩目から落ちやすくなり、結果として分離時間が削減され、分離効率が向上することとなる。
【００８９】
さらに、破砕工程と分離工程との間に、次の手順も付け加えることもできる。
【００９０】
＜手順その１”：二次篩分け＞
「手順その１’（破砕）」により得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物に対して二次篩い分けを実施する。その目的は、破砕後の小さな貝殻のみを篩目から落として、砂粒を篩に残すことを確保するものである。分離効果を十分に確保するため、二次篩い分けに用いる篩の篩目は砂粒と貝殻との混合物である海砂の粒径区間の下限値よりも小さいものとする。
【００９１】
数段階に篩い分けた砂粒を混ぜることで、貝殻が取り除かれた、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒を含んだ海砂ができる。
【００９２】
本方法は、多段階による篩い分けという構想に基づくものである。すなわち初めに、ある特定の複数の粒径区間において海砂（海砂の砂粒成分）と貝殻との混合物を形成させ、その後にこれら両者（砂粒と貝殻）の物理的特性の違いを利用して、それぞれを分離するというものである。
【００９３】
本発明の方法を具体的に実施する際には、貝殻を確実に取り除くべく、分離する海砂（海砂の砂粒成分）と貝殻との混合物の粒径状況によって、篩い分ける回数、篩目のサイズ、及び／又は、篩目の形状を適宜調整してよい。
【００９４】
本発明の方法である、海砂中の貝殻を取り除く上述の方法のメリットは、機械的な篩い分けであるため、処理工程が簡易であり、費用が安く抑えられ、分離効果が良好であることにある。
【００９５】
＜実施例２＞
本実施例における実施例１との主な相違は、篩い分けと破砕とを組み合わせた方法を採用し、海砂の砂粒と貝殻とを分離するというものである。その具体的な実施方式は次の通りである。
【００９６】
まず、篩目が１０ｍｍである篩により篩い分ける作業である。篩目が１０ｍｍである篩により、粒径が１０ｍｍよりも大きい砂、石、及び貝殻を取り除いた後、残った砂粒と貝殻との混合物について篩目の小さい篩から篩目の大きい篩へと順番にそれぞれを篩い分けていくことで、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂が得られる。なお、（篩目が１０ｍｍである篩により大きい砂、石、及び貝殻を取り除いた後に）用いた篩の篩目は１０ｍｍより小さいものである。有効的に貝殻を取り除き、除去効果を確保すべく、二次篩い分けにおいて隣接する篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は１０（倍）より小さいものとする。本実施例では、合計５回の篩い分けを実施する。それぞれの篩の篩目のサイズは７５μｍ、０．２８ｍｍ、１．０ｍｍ、２．５ｍｍ、および４．７５ｍｍである。それぞれの篩により得られたものは粒径区間が０〜０．７５μｍ、７５μｍ〜０．２８ｍｍ、０．２８ｍｍ〜１．０ｍｍ、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、２．５ｍｍ〜４．７４ｍｍである、砂粒と貝殻との混合物としての海砂である。
【００９７】
次に、上述の篩分けにより得られた粒径がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂について、それぞれ破砕を行う。砂粒の強度（破砕強さ）よりも小さい強度（破砕強さ）である貝殻は、より小さい断片状に破砕されることになる。
【００９８】
それから、得られた粒径区間ごとの砂粒と貝殻との混合物に対して二次篩い分けを実施する。二次篩い分けに用いる篩の篩目は篩い分ける混合物の粒径区間の上限値より小さいものとする。これにより、混合物に混ざった貝殻は篩目から落ち、砂粒が篩に残ることが確保される。これにより、砂粒と貝殻とが分離できるようになる。
【００９９】
好適には、上述の二次篩い分けに使う篩の篩目は、混合物の粒径区間の下限値よりも小さいものを優先的に選択するものとする。よって、徹底的に混合物中の貝殻を取り除いて、良好な分離効果を得ることができる。
【０１００】
本実施例では、篩い分けに使った篩の篩目は７５μｍ〜４．７５ｍｍの間であり、この篩目のサイズは篩い分けの段階ごとに異なっている。なお、篩い分けの手順において隣り合う篩同士の篩目の大きさ（孔径）の比は４（倍）を超えないものとする。
【０１０１】
本実施例の篩い分けに用いた篩の篩目の形状は円形であるが、四角形であっても、三角形であってもよい。
【０１０２】
＜実施例３＞
本実施例は実施例１と同様、海砂中の貝殻と砂粒における物理的特性の違いを利用して、これら両者を分離させるものである。具体的な実施方式は、次の通りである。
【０１０３】
まず、貝殻が混ざった海砂をそれぞれ細長い形状の篩目を有する篩を用いて、篩目の大きい篩から篩目が小さい篩へと順番に用いて（段階的に）篩い分ける。各々の篩における篩目のサイズは１０ｍｍを越えないものとし、（篩い分け手順において）篩目が小さくなるように段階的にそれぞれの篩を用いるものとする。（砂粒と貝殻との混合物である海砂における）貝殻の除去効果を十分に確保するため、（篩い分け手順において）隣り合う篩同士の篩目の横幅の比は１０（倍）を超えないものとする。これにより、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物が得られる。
【０１０４】
なお、本実施例において篩い分けに用いた篩は格子状の篩目を有する篩である。本実施例では合計５回の篩い分けを行った。格子状の篩の篩目の間隔はそれぞれ次の通りである。それぞれの篩目のサイズは４．７５ｍｍ、２．４ｍｍ、１．１ｍｍ、０．２９ｍｍ、および７５μｍである。これらの篩により、粒径区間が２．４ｍｍ〜４．７５ｍｍ、１．１ｍｍ〜２．４ｍｍ、０．２９ｍｍ〜１．１ｍｍ、７５μｍ〜０．２９ｍｍ、０ｍｍ〜７５μｍであり、砂粒と貝殻との混合物である海砂が得られる。
【０１０５】
上述の分離処理で得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂を再度篩い分けて分離させる。混合物中の貝殻の縦幅（縦の長さ）が海砂の砂粒よりも大きいため、今回の分離処理に用いる篩の篩目の最大幅は、篩い分けられる混合物の粒径区間の上限値以上であるが、（好ましくは）再分離処理の砂粒と貝殻の混合物である海砂の粒径区間の上限値よりも（篩目の最大幅が）わずかに大きいものを優先的に選択するものとする。それによって、混合物に混じった貝殻は篩に残ることになるが、砂粒は篩目から落ちることになるため、粒径区間がそれぞれ異なる海砂の砂粒成分を得ることができ、海砂中の砂粒と貝殻とを分離することができる。
【０１０６】
本実施例において、分離作業に用いた篩の篩目のサイズは以下の表の通りである。
【０１０７】
【表３】
0006309110.tif 000004
【０１０８】
本実施例において用いた篩の篩目の形状は円形であるが、四角形（例えば平行四辺形）であっても、三角形であってもよい。
【０１０９】
＜実施例４＞
本実施例（実施例４）は実施例３と同様、海砂中の貝殻と砂粒における物理的特性の違いを利用して、これら両者（貝殻と砂粒）を分離するものである。具体的には、次に示す通りである。
【０１１０】
まずは、貝殻を含む海砂について篩目の小さい篩から篩目の大きい篩へ順番に細長い篩目の篩で篩い分ける作業である。篩目の横幅は１０ｍｍを越えないものとし、篩の篩目を少しずつ段階的に大きくしていく。貝殻を除去するという効果を十分に確保するため、（篩い分けの手順において）隣り合う２つの篩同士の篩目における横幅の比は１０（倍）を超えないものとする。これにより、粒径区間がそれぞれ異なる、砂粒と貝殻との混合物である海砂が得られる。なお、本実施例では合計で５回の篩い分けを行った。本実施例の篩い分けに用いた篩の篩目の形状は楕円形であり、その短軸の長さ、すなわち篩目の横幅は、それぞれ７５μｍ、０．２８ｍｍ、１．０ｍｍ、２．５ｍｍ、及び４．７５ｍｍである。本発明において、用いる篩の篩目の縦幅については特に限定されない。例えば、０．３ｍｍ、１．４ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、あるいは２０ｍｍであってよい。このような篩を用いた篩い分けにより、粒径区間が０〜７５μｍ、７５μｍ〜０．２８ｍｍ、０．２８ｍｍ〜１．０ｍｍ、１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ、及び２．５ｍｍ〜４．７５ｍｍである、砂粒と貝殻との混合物としての海砂が得られる。
【０１１１】
上述の分離処理により得られた粒径区間がそれぞれ異なる海砂（砂粒と貝殻との混合物としての海砂）をそれぞれ破砕し、さらに分離する。砂粒の強度（破砕強さ）よりも貝殻の強度（破砕強さ）は小さいため、貝殻はより小さな断片状に破砕される。
【０１１２】
このように破砕した後、分離処理を行う。破砕によって得られた粒径区間ごとの砂粒と貝殻との混合物のそれぞれについて、細長い篩目の篩で再度篩い分けを行う。この篩い分けに用いる篩の（細長い）篩目の横幅の最大値は砂粒と貝殻との混合物である海砂の粒径区間の下限値を超えないものとする。破砕処理後において、貝殻の大きさは顕著に変わるものの、砂粒の粒径は殆ど変わらないため、貝殻は篩目から落ちるが、砂粒は篩に残ることになり、結果としてこれら両者（砂粒と貝殻）が分離できるようになる。
【０１１３】
本実施例において、分離処理に用いた篩の篩目のサイズは、以下の表の通りである。
【０１１４】
【表４】
0006309110.tif 000005
【０１１５】
本実施例の（再度の）分離処理に用いた篩は、篩目が楕円形の形状である。その（楕円の）短軸の長さ、すなわち横幅は再度の篩い分け処理に通す砂粒と貝殻との混合物としての海砂の粒径区間の下限値を超えないものとする。その長軸の長さ、すなわち縦幅は砂粒と貝殻との混合物としての海砂の粒径区間の上限値より大きいものとする。なお、本作業（再分離処理）に用いる篩の篩目の形状は楕円形に限定されることなく、長方形、台形、平行四辺形、（その他の）不規則な四角形、五角形、六角形、又はその他の多角形であってよい。篩目の横幅の最大値が、砂粒と貝殻との混合物である海砂の粒径区間の下限値を超えないものである限り、（篩目の大きさや形状は）特に限定されない。また、本発明の方法における再分離作業に用いる細長い孔（篩目）を有する篩の（篩目の）縦幅については特に限定されない。
【０１１６】
上述の篩い分けにより、粒径区間の下限値よりも粒子としての直径が大きい砂粒は篩に残るが、厚さが薄い断片状の貝殻は振動によって（篩の中での貝殻の）位置が移動することによって篩目から落ちることになり、これにより混合物（としての海砂）から貝殻を（篩の）外へと分離することができる。
【０１１７】
本発明の方法の分離作業に用いる篩（の篩目）は格子状であってよい。このような篩の篩目（格子）同士の間隔は、再度の篩い分けに通す砂粒と貝殻との混合物である海砂の粒径区間の上限値を超えないものとする。
【０１１８】
このような格子状の篩目を有する篩を用いることで、粒径区間の下限値よりも粒子としての直径が大きい粒状の砂粒は篩に留まって残ることになるが、薄い断片状である貝殻は振動時に篩の中で位置が絶えず移動することで、格子における条と条との間の空隙（格子の細長い孔、篩の篩目）から落ち、これにより混合物（としての海砂）から貝殻を（篩の）外へと分離することができる。
【０１１９】
＜実施例５＞
貝殻と海砂（海砂の砂粒成分）は混ざりあって不均一な混合物をなしており、かつ、これら両者（貝殻と砂粒）の密度が近いものであるため、通常の方法であればこれら両者を分離することは難しい。海砂中で貝殻と砂粒とが混ざり合っており、海砂中の砂粒は粒径が大きいものから小さいものまで分布しているが、海砂中の貝殻は状況がより複雑である。というのも、海砂中の貝殻は見かけの密度が砂粒の密度よりもわずかに大きいものの、この貝殻自体、小さい密度のものから大きい密度のものまで広く分布しており、かつ、貝殻の大きさも均一でないばかりか、長期にわたる海水運動により、その（貝殻の）形状もばらばらである。一般的にいえば、（海砂中の）貝殻は貝殻皮の状態で存在しており、不規則な断片状をなしている。一方で、海砂（海砂の砂粒成分）は塊状あるいは略球状の固体粒子である。また、貝殻は強度（破砕強さ）が砂粒よりも小さい。（仮に）大きさと密度が同じ粒子であるならば、球状の粒子の沈降終端速度が最も大きく、その他の不規則な形状の粒子は球状の粒子よりも沈降終端速度が相対的に小さくなる。これは、不規則な形状の粒子の抵抗係数が、球状の粒子の抵抗係数よりも大きいためである。塊状あるいは略球状である砂粒と比べて断片状である貝殻は抵抗係数が大きいため、ニュートン流体力場での砂粒と貝殻における最終沈降速度は異なる。したがって、本実施例では、砂粒と貝殻との物理的特性の違いを利用して、海砂中の貝殻を取り除くためのもう一つの方法を提供する。すなわち、多段階による篩い分けを行って、ある特定の複数の粒径区間において砂粒と貝殻との混合物をそれぞれ形成させた後に、両者の異なる形状、つまりはこの両者の形状に起因する沈降速度の差を利用して、水力により両者を分離する方法について提供する。具体的な実施方式については次の通りである。
【０１２０】
まずは、篩目が１０ｍｍである篩を用いて海砂を篩い分ける。篩目が１０ｍｍである篩を用いて、１０ｍｍより大きい粒径である砂、石、及び貝殻を取り除いてから、残った砂粒と貝殻との混合物について篩目の小さい篩から篩目の大きい篩へと順番にそれぞれを篩い分け、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂を得る。なお、（篩目が１０ｍｍである篩を用いた後に）用いたそれぞれの篩の篩目は１０ｍｍより小さいものであり、（篩い分けの手順において）少しずつ段階的に大きな篩目の篩を用いるものとする。貝殻が海砂中に残ることを防止し、篩い分けの効果を十分に確保するため、（篩い分けの手順において）隣り合う２つの篩同士の篩目の孔径の比は、２０（倍）より小さいものとし、（好ましくは）４（倍）より小さい比となる篩を優先的に選択するものとする。本実施例では、合計で５回の篩い分けを行った。それぞれの篩における篩目の大きさは７５μｍ、０．２８ｍｍ、１．０ｍｍ、２．５ｍｍ、及び４．７５ｍｍである。これらの篩により、粒径区間が０〜７５μｍ、７５μｍ〜０．２８ｍｍ、０．２８ｍｍ〜１．０ｍｍ、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、２．５ｍｍ〜４．７４ｍｍである、砂粒と貝殻との混合物としての海砂をそれぞれ得る。
【０１２１】
また、その後の破砕処理の手順について説明する。粒径がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である上述の海砂をそれぞれ破砕する。貝殻の強度（破砕強さ）が砂粒よりも小さいという特性を利用して、砂粒よりも強度が小さい貝殻をより小さな断片状に破砕する。一方で砂粒はほとんど破砕されないため、この後に続く分離処理における貝殻の分離効率が良好となることを確保できる。
【０１２２】
次に水力分離の手順について説明する。上述で得られた粒径区間がそれぞれ異なる海砂砂粒と貝殻との混合物について、媒質（ここでは水）の上昇流れを用いて洗い流す。媒質（水）の流速よりも自由沈降終端速度が小さい貝殻は媒質（水）の上昇流れに従って上方に向かい、媒質（水）の流速よりも自由沈降終端速度が大きい砂粒は下方に沈降するため、これにより海砂中の貝殻と砂粒とを分離することができる。ここで、媒質（水）の流速は、破砕した貝殻の自由沈降終端速度より速いが、（この貝殻とともに）流される粒径区間の砂粒の自由沈降終端速度より遅くなるよう、調整すべきである。本実施例では、７５μｍ〜０．２８ｍｍ、０．２８ｍｍ〜１．０ｍｍ、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、及び２．５ｍｍ〜４．７４ｍｍの４つの粒径区間での砂粒と貝殻との混合物に対して、それぞれ一区間ずつ砂粒と貝殻の自由沈降終端速度を別々に計算した上で、媒質（水）の流速が分離待ちの砂粒の自由沈降終端速度よりもわずかに小さく、貝殻の自由沈降終端速度よりも大きい媒質（水）流れを用いることにした。本実施例において計算された４つの自由沈降終端速度はすべて０．００１ｍ／ｓ（メートル毎秒）よりも速く、２０ｍ／ｓよりも遅い。（処理された海砂の）生産効率や構造、粒径などの影響を考えて、媒質（水）の流速をそれぞれ１ｍ／ｓ、１．５ｍ／ｓ、２．７４ｍ／ｓ、５．８８ｍ／ｓとした。
【０１２３】
沈降粒子の自由沈降終端速度ｖ０は、次の「ストークス公式」（Stokes' law）により算出できる。
【０１２４】
【数１】
0006309110.tif 000006
【０１２５】
上述の式において、ｖ０は粒子の沈降速度（または沈降終端速度）（ｃｍ／秒）、ｇは重力加速度、ｒは粒子の半径、ｄ１は粒子の比重、ｄ２は媒質（水）の比重、μ（ミュー）は媒質（水）の粘度、ｋは形状指数を示す。形状指数ｋは形状によって変化するものであり、球形の粒子はｋ＝０．２２２であり、鱗片状の粒子はｋ＝０．０４０である。
【０１２６】
本実施例において、媒質流れとは水流れのことである。本発明の方法において、媒質流れは海水の流れであってもよい。
【０１２７】
本発明の方法において（好ましくは）、篩い分け後、分離（水力分離）前に破砕手順を追加することを選択できる。すなわち、篩い分け手順により得られた砂粒と貝殻との混合物のそれぞれを破砕し、砂粒の強度（破砕強さ）よりも小さい強度である貝殻はもっと小さい断片状に破砕されるが、砂粒はほとんど破砕されないため、次の分離手順において貝殻の分離効果（または分離効率）が良好となるよう保障される。
【０１２８】
本発明の方法を具体的に実施する際には、分離する海砂と貝殻との混合物の粒径の状況に応じて、篩い分ける回数、篩目のサイズ、篩目の形状などを適宜調整してもよく、これにより貝殻を確実に取り除くことができる。
【０１２９】
＜実施例６＞
貝殻を含む海砂について流速がそれぞれ異なる媒質（ここでは水）の流れ、すなわち下から上に向かう（媒質（水）の）上昇流れを用いて、貝殻を含む海砂を洗い流す。混合物における自由沈降終端速度が、上昇流れである媒質の流速よりも速い場合は粒砂と貝殻とが下方に沈降し続けることになるが、混合物における自由沈降終端速度が、上昇流れである媒質の流速よりも遅い場合は粒砂と貝殻とが水流とともに上方に向かって流れることになる。本実施例では、媒質（水）の流速は０．００１ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓの範囲内であり、少しずつ段階的に流速を速めて、各層に沈降した混合物をさらに下層の媒質流れ（水流）に通す。各層ごとに流速が速くなることによって、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物が得られる。本実施例において算出された砂粒の平均自由沈降終端速度は０．００１ｍ／ｓより速く、２０ｍ／ｓより遅い。（貝殻が除去された海砂の）生産効率や構造、粒径などの要素を考慮して、分離に用いる上昇流れの媒質（水）の流速はそれぞれ０．０５ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ、１．５ｍ／ｓ、２．７４ｍ／ｓ、５．８８ｍ／ｓとし、これらにより粒径区間が０〜７５μｍ、７５μｍ〜０．２８ｍｍ、０．２８ｍｍ〜１．０ｍｍ、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、及び２．５ｍｍ〜４．７５ｍｍである、砂粒と貝殻との混合物としての海砂をそれぞれ得ることができる。
【０１３０】
本発明の方法において、媒質の流速を０．００１ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓの範囲内とし、少しずつ段階的に減速させて、媒質の上昇流れにより各層に沈降させた混合物をさらに下層の媒質流れに通すことにしてもよい。各層ごとに媒質を流すことにより、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物をそれぞれ得ることができる。
【０１３１】
この（水力分級（水力分層）の）後に、上述で得られた砂粒と貝殻との混合物を破砕する。すなわち、上述の水力分層により得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂を破砕する。貝殻の強度（破砕強さ）が砂粒の強度（破砕強さ）よりも小さいという特性を利用して、砂粒よりも強度の小さい貝殻はより小さな断片状に破砕される。砂粒はほとんど破砕されないため、次の分離処理における分離効果（または分離効率）を向上させることができる。
【０１３２】
この（破砕処理の）後、篩い分けを行う。上述の手順によって得られた粒径区間ごとの砂粒と貝殻との混合物をそれぞれ篩い分ける。篩い分けに用いる篩の篩目は、混合物の粒径区間の上限値と同様であるか、わずかに大きめとする。これにより、混合物中の砂粒は篩目から落ちることになるが、貝殻は篩に残る。したがって、砂粒と貝殻とが分離できるようになる。
【０１３３】
本実施例において用いた篩の篩目の形状は円形である。それぞれの篩目の大きさは、７５μｍ、０．３ｍｍ、１．０ｍｍ、２．６ｍｍ、及び５ｍｍとする。
【０１３４】
本発明の方法で用いる篩の篩目の形状は、その他の形状であってもよい。たとえば、四角形であってもよく、三角形であってもよい。
【０１３５】
本発明の方法を具体的に実施する際には、貝殻が確実に取り除けるよう、分離する海砂と貝殻との混合物の粒径の状況に応じて、篩い分ける回数や篩目のサイズや網の形状、及び水力分離時の水の流速などを適宜調整してよい。
【０１３６】
本方法（実施例６の方法）は機械的な篩い分けと水力分層とを組み合わせた方法である。分離（水力分級（水力分層））の手順においては、貝殻と砂粒との形状の違いを利用し、具体的には両者の密度が近く形状が異なる貝殻と砂粒という物体がニュートン流体場においてそれぞれが受ける抵抗の違いを利用して、その両者を人為的に設けた流体場において互いに運動を生じさせることで、これら両者を分離することができる。本実施例では、不均一な成分系の分離において物理的性質の相違を利用するものであるが、同様にその他の類似する不均一な成分系の分離にも範囲を広げて適用することができる。本実施例の方法は、簡便な処理方法であり、費用を安く抑えることができ、環境を汚染することなく、分離効果が良好であるというメリットがある。
【０１３７】
＜実施例７＞
本実施例は実施例６と同様、海砂中の砂粒と貝殻との物理的特性の違いを利用して、両者を分離させるというものである。具体的な実施方式は次の通りである。
【０１３８】
まずは、水力分離の手順について説明する。貝殻を含む海砂について流速がそれぞれ異なる媒質（ここでは水）の流れ、すなわち下から上に向かう（媒質（水）の）上昇流れを用いて、貝殻を含む海砂を洗い流す。混合物における自由沈降終端速度が、上昇流れである媒質の流速よりも速い場合は粒砂と貝殻とが下方に沈降し続けることになるが、混合物における自由沈降終端速度が、上昇流れである媒質の流速よりも遅い場合は粒砂と貝殻とが水流とともに上方に向かって流れることになる。本実施例では、媒質（水）の流速は０．００１ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓの範囲内であり、少しずつ段階的に流速を速めて、各層に沈降した混合物をさらに下層の媒質流れ（水流）に通す。各層ごとに流速が速くなることによって、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物が得られる。本実施例において算出された砂粒の平均自由沈降終端速度は０．００１ｍ／ｓより速く、２０ｍ／ｓより遅い。（貝殻が除去された海砂の）生産効率や構造、粒径などの要素を考慮して、分離に用いる上昇流れの媒質（水）の流速はそれぞれ０．０５ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ、１．５ｍ／ｓ、２．７４ｍ／ｓ、５．８８ｍ／ｓとし、これらにより粒径区間が０〜７５μｍ、７５μｍ〜０．２８ｍｍ、０．２８ｍｍ〜１．０ｍｍ、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、及び２．５ｍｍ〜４．７５ｍｍである、砂粒と貝殻との混合物としての海砂をそれぞれ得ることができる。
【０１３９】
本発明の方法において、媒質の流速を０．００１ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓの範囲内とし、少しずつ段階的に減速させて、媒質の上昇流れにより各層に沈降させた混合物をさらに下層の媒質流れに通すことにしてもよい。各層ごとに媒質を流すことにより、粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物をそれぞれ得ることができる。
【０１４０】
この（水力分級（水力分層）の）後に、上述で得られた砂粒と貝殻との混合物を破砕する。すなわち、上述の水力分層により得られた粒径区間がそれぞれ異なる砂粒と貝殻との混合物である海砂を破砕する。貝殻の強度（破砕強さ）が砂粒の強度（破砕強さ）よりも小さいという特性を利用して、砂粒よりも強度の小さい貝殻はより小さな断片状に破砕される。砂粒はほとんど破砕されないため、次の分離処理における分離効果（または分離効率）を向上させることができる。
【０１４１】
これらの処理の後、再分離処理を行う。上述の破砕処理によって得られた粒径区間がそれぞれ異なる貝殻と砂粒との混合物である海砂について、流速がそれぞれ異なる媒質（ここでは水）の流れ、すなわち下から上に向かう（媒質（水）の）上昇流れを用いて、海砂を再度、洗い流す。貝殻の大きさが著しく小さくなるので、その（貝殻の）沈降終端速度のばらつきも著しく小さくなる。それぞれの粒径区間ごとの混合物に対して、媒質（水）流れの流速が、洗い流されるそれぞれの粒径区間の砂粒の自由沈降終端速度よりもわずかに遅い媒質（水）流れを用いることで、媒質（水）の（下から上に向かう）上昇流れの流速よりも自由沈降終端速度がはるかに遅い貝殻は媒質（水）流れに従って上方に向かい、媒質（水）の（下から上に向かう）上昇流れの流速よりも自由沈降終端速度が速い砂粒は下方に沈降することとなり、これにより海砂中の貝殻と砂粒とを分離することができ、粒径区間がそれぞれ異なる海砂の砂粒を得ることができる。本実施例において、７５μｍ〜０．２８ｍｍ、０．２８ｍｍ〜１．０ｍｍ、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、及び２．５ｍｍ〜４．７５ｍｍの粒径区間の砂粒と貝殻との混合物に対して用いた媒質（水）の流速は、それぞれ０．８ｍ／ｓ、１．３ｍ／ｓ、２．５ｍ／ｓ、５．０ｍ／ｓである。
【０１４２】
上述の説明は本発明の具体的な実施例についてのものであるが、本発明の保護範囲においていかなる形式的な規制をもたらすものでない。したがって、本発明の設計理念を基にして同等な効果をもたらす程度の如何なる変更や修飾も本発明の保護範囲とすることができる。