JPS6010781B2 - 準静的重液選別方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発馴は、凝重液を用いた重液選別方法および装置に
係り、特に凝重液が流動しない準静的な状態で選別を行
うようにしたものに関する。

選別対象物の比重差に対応した比重の真重液を使用する
貫き液選別では、真重液が非常に高価であると共に、毒
性のあるものが多いため、工業的に使用する‘：：は問
題が多い。従って、選炭や選鉱の分野では、凝童液を用
いた種々の童液選別方式が提案され、また採用されてい
る。しかるに、幾重液は、比重３以下の選別対象物に適
した分離比重に任意に設定できる反面、煤質の均一な分
布が要求され、凝重液は常に瀦洋流動状態とされるから
、その流動影響によって、比重差の小さいものや、粒度
が不揃いもの、或は康平状やＬ字状の流体抵抗の大きな
ものなどは分離が困難で、専ら選炭や選鉱の分野で塊状
体に対する粗選的な大量処理用として採用されてきた。
この発明は、擬重液を用いて蝿拝する従来法において、
浮上分離物が供Ｖ給される領域内を他の部分から隔離し
て、浮沈分離への重液の流動による影響がなく、しかも
、選別対象物の沈降特性に対応した浮沈分離によって、
種々の選別対象物を精度よく分離できる童液選別方法と
装置を提供しようとするものであり、継続的に鷹拝され
る機重液中に四周を囲う上方および下方が開放した枠状
の捕捉体を浸債することにより、凝童液の特定領域を四
周領域から遮断して凝重液の流動影響を受けない準静的
状態とし、この凝童液の特定領域に、選別対象物を供給
して浮沈分離を行い、各分離物の沈降特性に対応し沈下
分離物が沈降し終り、浮上分離物が沈降し始めるまでの
特定時間帯内で、前記特定領域に浮遊している浮上分離
物を、他の沈降した沈下分離物と選別することを特徴と
する準静的童液選別方法を第１の発明としている。

また、継続的に縄拝された擬童液へし四周を囲う上方お
よび下方が開放した枠状の捕捉体を浸潰することにより
、凝重液の特定領域を四周領域から遮断して擬重液の流
動影響を受けない準静的状態とし、捕捉体は擬重液の液
面に対し斜め方向に凝車液中へ引き込まれて浸潰され、
その引き込まれる捕捉体によって選別対象物を凝重液の
準静的特定領域へ供給して浮沈分離を行い、各分離物の
沈降特性に対応し沈下分離が沈降し終り、浮上分離物が
沈降し始めるまでの特定時間帯内で、捕捉体を凝軍液か
らその液面に対し斜め方向に引き出し、この捕捉体によ
って浮上分離物を取り出して、他の沈下分離物と選別す
ることを特徴とする準静的重液選別方法を第２の発明と
している。さらに、機重液槽と、凝車液の特定領域の四
周を囲って四周の領域から遮断して準静的状態とする上
方および下方が開放した枠状の捕捉体と、駆勤方向に多
数列殻した捕捉体の一端を片面に添着した通気性無端搬
送ベルトと、凝童液槽の選別対象物供孫舎部から擬重液
中の浮沈分離部まで下り勾配で達して選別対象物を案内
する選別対象物給送ガイドと、凝重液中の浮沈分離部か
ら凝雲液槽の浮上分離物排出部にまで上り勾配で達する
浮上分離物排出ガイドと、搬送ベルト片面の列設各捕捉
体が、選別対象物給送ガイド上面に漸近して後浮沈分離
部まで摺動され、かつ浮沈分離部では浮上分離物排出ガ
イド部まで移動され浮上分離物排出ガィド‘こ達して後
は該ガイド上を浮上分離物排出部まで摺動されるように
、前記搬送ベルトを案内する案内手段と、搬送ベルトと
は独立しかつ速度調節可能な凝重液の蝿投手段とを備え
た準静的童液選別装置を第３の発明としています。以下
これら発明について詳述する。

本発明者は、‘ィ）蝿梓状態にある擬重液が枠体の浸糟
などにより四周を捕捉されたとき、液の流動影響を受け
ない準静的な状態となり、しかも、或る時間内では他の
流動している部分と同様な均質な状態を保つこと、‘ｏ
）選別対象物によって沈降特性が様々でその差の４・さ
なものどうしを流動状態にある重液中で比重選別する場
合、浮上分離物として回収すべきものを常に浮遊状態に
保ち、或は沈下分離物として回収すべきものだけ沈降さ
せるようにするような理想的な重液選別は望めず、比重
のみならず形状等の影響が大きい沈降特性の差によって
選別精度が左右されること、従って、選別対象物個々の
沈降特性に合せた選別操作が必要なことを知見した。

この発明は、か）る知見に基づくものである。

第７図、第１０図において、凝車液１を凝杵により流動
させて、媒質が常に均一に分散しているようにする。こ
の凝重液１に、少くとも下方が開放された枠状捕捉体２
を浸債する。これにより、凝重液１の捕捉体２に捕捉さ
れた領域は、捕捉体外の液の流れから遮断され、ほとん
ど静止した準静的状態となる。選別対象物は捕捉体２へ
供給してその捕捉体２を凝童液１へ浸債することにより
、前記準静的状態とされる凝重液１の特定領域内にあら
しめて浮沈分離を行う。捕捉体２は浮沈分離の間、凝重
液１中をその上端が液面より若千臨出した状態に保ちな
がら移動させた後、凝重液１から引き出し、捕捉体２が
凝重液１中を移動する間枕際せず浮遊しているものを、
浮上分離物として引き出される捕捉体２により掻き出し
て回収する。従って、浮沈分離は、捕捉体２と共に凝軍
液１へ浸潰されてから捕捉体２が引き出されるまでの捕
捉体２の凝童液１中での移動の間行われ、その浮沈分離
時間は、選別対象物の沈降特性に対応し沈下分離物が沈
降し終り、浮上分離物が沈降し始めるまでの特定時間範
囲内とする。結局、選別対象物は、捕捉体２によって擬
重液１の蝿拝による流動の影響を受けない準静的状態と
される領域内に置かれ、凝童液１の適正な設定分離比重
のもとで浮沈分離を受け、選別対象物の粒度が形状等に
関係なく、比重上沈下分離されるべきもののみが、速や
かに沈降し、また浮上分離されるべきものは浮遊状態に
よく保たれる。

そして、このような条件下で、沈下分離物が沈降し終り
、浮上分離が沈降し始めるまでの時間帯で浮遊物を浮上
分離物として回収されるから、比重差が小さく擬重液の
設定分離比重に対して近似の沈降特性を示す選別対象物
でも、高い精度で選別がなされる。前記特定時間帯は、
準静的状態とされる擬重液１の特定領域が、他の領域と
の均質化が許容範囲以上に崩れるまでの時間とするのは
勿論である。

本発明者が、幾種類かの選別対象物について、第１図に
示されるような容器３へ凝重液１をよく蝿拝して入れる
と共に、２種の被選別物が各３の固宛漫り合った選別対
象物を入れて静遣し、所定時間経過後シャッター４を閉
じて、シャッター４上部での各被選別物の個数と、シャ
ッター４下部でのそれぞれの個数とを数え、同様の操作
を静贋時間を変えて実験した結果は以下の通りであった
。先ず、選別対象物を、ガラス容器破砕片：比重２．ふ
粒度−３０〜十２０肋アルミニウム：比重２．７、大き
さ１２×１２×１１肌の混合物とし、凝重液をその媒質
が平均粒径７．０ｒのフェロシリコンよりなり、設定比
重を、■ ２．５５±０．０１■ ２．６０±０．０１ ■ ２．６５±０．０１ とした各場合、ガラス容器破砕片の沈降特性線Ａと、ア
ルミニウムの沈降特性線Ｂは、第２図ないし第４図の如
くであり、■の場合は１分前後、■の場合は約３〜６分
、■の場合は約７〜１２分の時間経過のときに、完全分
離状態となっている。

次に凝蚤液１の煤質の平均粒蓬を３．５０山とし、設定
比重を２．５５±０．０１として、前記対象物を浮沈分
離した場合の各沈降特性線Ａ，Ｂは、第５図の如くであ
り、約９〜１１分の時間経過のとき‘こ完全分離状態と
なる。また、選別対象物をガラス容器破砕片と、陶磁器
破砕片との混合物とし、凝童液１をその煤質の平均粒径
が３．５０山、設定比重が２．３５±０．０１であるよ
うにした場合のガラス容器破砕片の沈降特性線Ａと陶磁
器破砕片の沈降特性線Ｃは、第６図の如くであり、約２
．５分前後の時間経過のときに、完全分離状態となって
いる。

従って、これら各条件に対応した完全分離状態となる時
間帯が、それぞれの条件での実際の選別操作における浮
沈分離を行うべき特定の時間帯となる。浮沈分離時間は
、捕捉体２が選別対象物を伴って、凝重液１中を移動す
る距離と、速度とで決定するが、速度を変えて浮沈分離
時間を設定すれば便利である。

なお「沈下分離物は、前記浮上分離物とは別の経路で、
連続的或は適時的に取出せばよい。

捕捉体２により準静的状態に捕捉される領域の凝童液１
は、その後に捕捉体２が凝車液１中より引き出されるこ
とによって解放され、擬重液１の流動に加わって縄拝を
受けるから、一時的な準静的状態での煤質の沈降による
不均質化の額向を解消される。このため、前記浮沈分離
操作を長時間に亘つて継続しても、一時的な準静的状態
を作ることに起因した、凝童液１の不均質化は起らない
。機重液１の蝿梓は、乱流状態とならないように行われ
、準静的状態への影響はない。

以下図の装置について詳述する。

第７図、第８図において、擬重液１は、回転ドラムとし
た擬重液槽５へ収容されている。槽５は一端に選別対象
物供期舎部６、他端に浮上分離物排出部７が関口され、
供給部６から斜線で示される浮沈分離部８へ向けて下方
に懐斜する選別対象物給送ガイド９、および浮沈分離部
８から排出部７へ向けて上方に額斜する浮上分離物排出
ガイド１０を備え、各ガイドは多孔板で形成されている
。捕捉体２は上下が開放されたゴム製の如き弾性に富む
枠体よりなり、無端搬送帯１１の表面へ第９図の如く互
に隣接するよう配列して取付けられている。無帯搬送帯
１１は例えばゴム製の多孔ベルトよりなり、表面の捕捉
体２のそれぞれをガイド９および１０とそれらの低位端
間に形成されている浮沈分離部８に沿った移動経路を持
つようガイドローラー１２により張設されている。凝童
液槽５の内周には、鞠線方向の多孔板よりなる掻き上げ
板１３が複数設けられると共に、糟５内空間上方に沈下
分離物排出シュート１４が配穀されている。

ガイドローラ−１２およびシュート１４は、糟５内に図
示しない梁等を渡して支持する。１５はガイド９上端へ
選別対象物を供Ｖ給する粥給用シュート、１６は糟５の
回転駆動論、１７は糟５のガイドローラーである。

槽５内の凝重液１は、糟５の回転に伴う掻き上げ板１３
の移動によって縄拝される。

シュート１５からガイド９上端へ供給される選別対象物
は、ガイド９上端部へ下降してきて向きを変えながらガ
イド９に沿う捕捉体２により次々と捕捉され、ガイド９
に沿って捕捉体２と共に凝翼液１の浮沈分離部８へ引き
込まれる。これにより捕捉体２内で準静的条件の浮沈分
離を受けながらガイド１０の下端部へ達し「その間も浮
沈分離部８の領域内に浮遊しているものが、捕捉体２に
よりガイド１０上へ掻き上げられ、ガイド１０‘こ沿っ
て外部へ排出される。これが浮上分離物である。一方、
槽５の底部へ沈降したものは「掻き上げ板１３によって
槽５の内周に沿って順次掻き上げられる。

そして糟５の上方でシュート１４上へ落されて、シュー
ト１４を滑降し外部へ排出される。これが沈下分離物で
ある。浮沈分離時間の設定は、糠端搬送帯１１の駆動速
度の調節により自在に行える。また、シュート１４表面
に流下液腰を形成すれば、沈下分離物を滑降させること
ができる。第１０図に示されるものは、糟５をテーパー
形の回転ドラムとし、その４・径側が高位となるように
鏡斜士せて配置し、小蚤側開口を選別対象物供給部６と
し、沈下分離物排出部を兼用させ、槽５内周のスパイラ
ル壁１８により沈降物を供Ｖ給部６関口へ移送して排出
するようにしてある。

スパイラル壁】８は凝重液１の凝枠手段を兼ねる。他の
構成および作用は前記実施例と同様であるからその説明
は省略する。なお、凝蚤液槽５は定置形としてもよく、
その場合沈下分離物は槽５から独立した手段によって自
動的に回収することができる。

また、凝重液１の鷹拝も、別にスクリューを設けて行っ
たり、凝翼液１を外部装置により循環させて行ったり、
任意の蝿梓手段を用いることができる。第１１図は「ガ
イド９を捕捉体２の屈曲移動軌跡に沿って一部を湾曲さ
せたものであり、捕捉体２間の屈曲移動軌跡部でできる
空隙Ｓへの供給選別対象物の噛み込みを防止する。以下
にこの発明による選別方法の実施例を示す。

実施例 １ 前記実験の場合同様、粒度が−３０〜十２仇舷のガラス
容器破砕片と、大きさが１２×１２×１１肌のアルミニ
ウムとが湿り合ったもの約７ｋｇを選別対象物とし、第
７図、第８図の装置を用いると共に、擬童液は平均粒径
３．５ムのフェロシリコンを媒質とし、設定比重を２．
５５土０．０１として、前記実験デー夕から完全分離状
態になると思われる浮沈分離時間１０分で選別処理した
。

また、比較のために浮沈分離時間を６分、１４分とした
場合についても選別処理した。その結果は下記第１表の
如くである。

第１表 実施例 ２ ガラス容器破砕片と陶磁器破砕片とが混合し、共に粒度
−３０〜十２仇吻の板状に近い形状のものからなり、比
重がガラス容器破砕片２．５ｕ陶磁器破砕片２．２９〜
２．２６であるものを選別対象物とし、前記実施例と同
様の装置で、擬重液のフェロシリコンの平均粒径を３．
５山、設定比重を２．３５土０．０１とし、浮沈分離時
間を２分、６分、１０分、１４分としてそれぞれ選別処
理した。

その結果は、下記の第２表に示される通りであつた。

第２表 前記実施例１、２に明らかなように、この第１の発明に
よれば、比重差が非常に僅少なものどうしでも、また扇
平な形状で液流に乗って流されやすいものでも、充分に
縄拝された適正擬童液中の、上下が開放した枠状捕捉体
によって四周を囲われ一時的に四周流勤域から隔絶して
流動しない準静的領域にて、回収率が９５．５％以上、
純度が９９．７％以上と云う超高精度な選別回収が行え
る。

また、凝重液選別によるものであるし、凝重液中におけ
る選別対象物の滞留時間を選別対象物の違いや必要精度
に応じて自由に制御できるから、工業的に問題はなく容
易に実施され得る。また、第２の発明によると、■常時
縄梓流動される適正機軍液中に枠状捕捉体を浸潰して一
時的な準静的領域を形成すること、■および適正擬童液
中の準静的領域に選別対象物を供給し、■かつ準静的領
域から浮上分離物を斜め方向に引き出して沈下分離物と
選別するための操作が、捕捉体の一挙動で繰り返し連続
的になされ、第１の発明の実施容易性をさらに高めると
共に、能率的な処理を可能とする。

第３の発明によれば、枠状捕捉体が、それを列設添着し
ている搬送ベルトの安定した駆動によつて、常時蝿梓流
動される適正擬重液中へ、搬送ベルトを通じた内部空気
の流出を伴いながら選別対象物供Ｖ給ガイド上の捕捉選
別対象物と共に下端から、適正幾重液や捕捉選別対象物
を乱すことなく静かに浸潰されて、準静的領域の形成と
該領域への選別対象物持ち込みとを達成し、常時嬢梓流
動される適正擬重液による分離を液と選別対象物との浮
沈分離に無関係な動きがほとんどない理想的な状態で行
わせるほか、浮沈分離に供された後の捕捉体の擬重液中
からの引き出しも、搬送ベルトを通じた外部空気の流入
を伴いながら捕捉浮上分離物と共に浮上分離物排出ガイ
ド上へ静かに引き出されることによって、凝重液や浮上
分離物を乱したりせず前記理想状態を保つたまま、浮上
分離物のみを引き上げ、沈下分離物からの選別を行わせ
るから、第２の発明を選別精度よく実現するし、多数捕
捉体を安定搬送する搬送ベルトは、チェン等に比し安価
でしかも耐食性、耐久性に優れる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験装置を示す斜面図、第２図ないし第６図は
各実験結果を示すグラフ、第７図はこの発明の装置の一
例を示す縦断面図、第８図は半部を断面した正面図、第
９図は捕捉体を備えた無端搬送帯の一部の拡大斜面図、
第１０図は装置の変形例を示す要部の縦断面図、第１１
図は変形例を示す一部の断面図である。 １・・・…擬重液、２…・・・捕捉体、５・・・…擬童
液槽、６…・・・選別対象物供給部、７・・・・・・浮
上分離物排出部、８…・・・浮沈分離部、９・・・・・
・選別対象物給送ガイド、１０・・・・・・浮上分離部
排出ガイド、１１・・・・・・無端搬送帯、１３・・・
・・・掻き上げ板、１４・・…・沈下分離物排出シュー
ト、１８・・・・・・スパイラル肇。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 継続的に撹拌される擬重液中に四周を囲う上方およ
   び下方が開放され枠状の捕捉体を浸漬することにより、
   擬重液の特定領域を四周領域から遮断して擬重液の流動
   影響を受けない準静的状態とし、この擬重液の特定領域
   に、選別対象物を供給して浮沈分離を行い、各分離物の
   沈降特性に対応し沈下分離物が沈降し終り、浮上分離物
   が沈降し始めるまでの特定時間帯内で、前記特定領域に
   浮遊している浮上分離物を、他の沈降した沈下分離物と
   選別することを特徴とする準静的重液選別方法。 ２ 継続的に撹拌された擬重液へ、四周を囲う上方およ
   び下方が開放した枠状の捕捉体を浸漬することにより、
   擬重液の特定領域を四周領域から遮断して擬重液の流動
   影響を受けない準静的状態とし、捕捉体は擬重液の液面
   に対し斜め方向に擬重液中へ引き込まれて浸漬され、そ
   の引き込まれる捕捉体によって選別対象物を擬重液の準
   静的特定領域へ供給して浮沈分離を行い、各分離物の沈
   降特性に対応し沈下分離物が沈降し終り、浮上分離物が
   沈降し始めるまでの特定時間帯内で、捕捉体を擬重液か
   らその液面に対し斜め方向に引き出し、この捕捉体によ
   って浮上分離物を取り出して、他の沈下分離物と選別す
   ることを特徴とする準静的重液選別方法。 ３ 擬重液槽と、擬重液の特定領域の四周を囲って四周
   の領域から遮断して準静的状態とする上方および下方が
   開放した枠状の捕捉体と、駆動方向に多数列設した捕捉
   体の一端を片面に添着した通気性無端搬送ベルトと、擬
   重液槽の選別対象物供給部から擬重液中の浮沈分離部ま
   で下り勾配で達して選別対象物を案内する選別対象物供
   給送ガイドと、擬重液中の浮沈分離部から擬重液槽の浮
   上分離物排出部まで上り勾配で達する浮上分離物排出ガ
   イドと、搬送ベルト片面の列設各捕捉体が、選別対象物
   給送ガイド上面に漸近して後浮沈分離部まで摺動され、
   かつ浮沈分離部では浮上分離物排出ガイド部まで移動さ
   れ浮上分離物排出ガイドに達して後は該ガイド上を浮上
   分離物排出部まで摺動されるように、前記搬送ベルトを
   案内する案内手段と、搬送ベルトとは独立しかつ速度調
   節可能な擬重液の撹拌手段とを備えた準静的重液選別装
   置。