特許 7572054 乾式比重選別装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】乾式比重選別装置

(51)【国際特許分類】

   B07B 4/08 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

B07B4/08 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021078803

(22)【出願日】2021-05-06

(65)【公開番号】P2022172711

(43)【公開日】2022-11-17

【審査請求日】2024-01-22

(73)【特許権者】

【識別番号】393022931

【氏名又は名称】原田産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147935

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 進介

(74)【代理人】

【識別番号】100080230

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 詔二

(72)【発明者】

【氏名】原田 直輝

(72)【発明者】

【氏名】高橋 勝己

(72)【発明者】

【氏名】植原 浩和

【審査官】奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５２－１１１６６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公昭３６－２１２４（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０７Ｂ １／００－１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

傾斜して設けられた選別多孔振動板と、
前記選別多孔振動板の上面に比重の異なる物質が混在する被選別材料を投入するホッパーと、
前記選別多孔振動板の下面に空気を吹き上げる空気吹き上げ手段と、
を有し、
比重の大きい重量物を前記選別多孔振動板の上端方向に、比重の小さい軽量物を前記選別多孔振動板の下端方向に、分離移動せしめるようにした乾式比重差選別装置であり、
前記選別多孔振動板が、前記重量物の排出方向の端部に向かって、平面視で窄まった形状とされてなり、
前記選別多孔振動板の上面の前記選別多孔振動板の長手方向中心線上に前記重量物排出方向の端部に向かって形成された歪み凹部を有し、
前記選別多孔振動板の上面の歪み凹部が、少なくとも前記選別多孔振動板の長手方向中央部から前記重量物排出方向の端部に向かって形成されてなる、乾式比重差選別装置。

【請求項2】

前記選別多孔振動板の前記重量物排出方向の端部が、前記選別多孔振動板の軽量物排出方向の端部よりも歪んでいる、請求項１記載の乾式比重差選別装置。

【請求項3】

前記選別多孔振動板の下部に設けられた多孔質ベース板を有し、前記多孔質ベース板に前記選別多孔振動板が取り外し可能に取り付けられてなる、請求項１又は２記載の乾式比重差選別装置。

【請求項4】

前記被選別材料が２ｍｍ以下の被選別材料を含む、請求項１～３いずれか１項記載の乾式比重差選別装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、比重の異なる物質が混在している混合廃棄物を軽量物と重量物とに有効に分離することができるようにした乾式比重選別装置の発明に関し、より詳しくは、２ｍｍ以下の細かな混合廃棄物を選別するための乾式比重選別装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＩＣ基板廃品、家電廃品、モータ廃品、スマートホンやパソコン等の廃品、各種電気配線の廃品等には、銅線などの細かくて軽い金属片やパソコンなどに使われる細かくて比較的重い金属片、ガラス片、プラスチック片、カーボン片等、比重の異なる様々な微小な物質が混在している。これらの廃品については、再利用の対象となる金属片などの物質と廃棄対象となるその他の夾雑物とを選別する必要性がある。

【0003】

このような比重の異なる物質が混在している被選別材料に用いられる選別装置として、乾式比重選別装置（例えば、特許文献１）が知られている。この比重選別装置の基本的構成は、網状振動板を傾斜して設け、該網状振動板の下方から空気を振動板面に吹き上げ、該網状振動板面に被選別材料を投入し、比重の大きい重量物を上端方向に移動せしめて重量物出口から排出し、比重の小さい軽量物を下端方向に分離移動せしめて軽量物出口から排出するようにしたものである。

【0004】

乾式比重選別装置は、網状振動板の摩擦を利用して、比重の異なる物質を選別するため、摩擦をなるべく大きくするために、特許文献１の図６～８に示されるような、側面鋸歯状（階段状）の網状振動板も使われている。

【0005】

２ｍｍ以下の細かな被選別材料を選別する場合、より高い選別性能が求められる。特許文献１の図６～８に示されるような、側面鋸歯状の網状振動板では、鋸歯状の一つの歯の高さを高く（階段状の一段の階段を高く）した網状振動板にすればするほど、摩擦は大きくなる。しかしながら、鋸歯状の一つの歯の高さを高く（階段状の一段の階段を高く）した網状振動板にすると、選別におけるいわゆるコンタミネーション（混入）が生じ易く、２ｍｍ以下の細かな被選別材料を乾式比重選別装置で選別することは困難という問題があった。

【0006】

そのため、比重の異なる物質が混在している被選別材料に用いられる選別装置として、湿式比重選別装置も知られている。湿式比重選別装置は、湿式選別法を行うための装置であり、湿式選別は、比重差が少ない等の理由により、選別しにくい被選別材料を選別する時に採用されることが多く、ガラス、金属、プラスチックの混合廃棄物の選別などに用いられている。湿式選別法には、水平あるいは傾斜した板上を流れる流体の薄流中に被選別材料を供給して、密度による移動速度の違いによる選別を行うもの（薄流選別）、固定網上の被選別材料に、上下に脈動する水を通過させることにより、比重の大小に従って成層させて、選別するもの（ジグ選別）、適当な密度を持つ液体（重液）の中に被選別材料を供給し、重液よりも密度が小さい粒子と大きい粒子とを浮沈分離して選別するもの（重液選別）、などがある。

【0007】

これら湿式選別法には、全て水が用いられるため、水処理のための水と、それら水を処理するエネルギーや設備を必要とする。また、微小な銅などの金属は、湿式選別の選別の際に、水と一緒に流れていってしまうという問題もあった。

【0008】

このため、２ｍｍ以下の細かなガラス・金属・プラスチックなどが混在している混合廃棄物については、選別が困難であるため、回収することなく廃棄処分としていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開平１０－３１４６７５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、湿式選別よりも省エネルギーでＣＯ_２削減効果があり、２ｍｍ以下の混合廃棄物について、精度よく選別できるようにした乾式比重選別装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するため、本発明に係る乾式比重選別装置は、傾斜して設けられた選別多孔振動板と、前記選別多孔振動板の上面に比重の異なる物質が混在する被選別材料を投入するホッパーと、前記選別多孔振動板の下面に空気を吹き上げる空気吹き上げ手段と、を有し、比重の大きい重量物を前記選別多孔振動板の上端方向に、比重の小さい軽量物を前記選別多孔振動板の下端方向に、分離移動せしめるようにした乾式比重差選別装置であり、前記選別多孔振動板が、前記重量物の排出方向の端部に向かって、平面視で窄まった形状とされてなり、前記選別多孔振動板の上面の前記選別多孔振動板の長手方向中心線上に前記重量物排出方向の端部に向かって形成された歪み凹部を有する、乾式比重差選別装置である。

【0012】

前記選別多孔振動板の上面の歪み凹部が、少なくとも前記選別多孔振動板の長手方向中央部から前記重量物排出方向の端部に向かって形成されてなるのが好適である。

【0013】

前記選別多孔振動板の前記重量物排出方向の端部が、前記選別多孔振動板の軽量物排出方向の他端よりも歪んでいるのが好適である。

【0014】

前記選別多孔振動板の下部に設けられた多孔質ベース板を有し、前記多孔質ベース板に前記選別多孔振動板が取り外し可能に取り付けられてなるのが好適である。

【0015】

前記被選別材料が２ｍｍ以下の被選別材料を含むのが好適である。

【発明の効果】

【0016】

湿式選別よりも省エネルギーでＣＯ_２削減効果があり、２ｍｍ以下の混合廃棄物について、精度よく選別できるようにした乾式比重選別装置を提供することができるという著大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板の起伏を示す３Ｄ模式図である。

【図2】本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板を示し、（ａ）が選別多孔振動板の押圧具合を示す平面模式図、（ｂ）が選別多孔振動板の正面模式図、（ｃ）が選別多孔振動板の側面模式図、である。

【図3】本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板の進行方向制御効果を示し、（ａ）が選別多孔振動板の平面模式図、（ｂ）が選別多孔振動板の正面模式図、（ｃ）が選別多孔振動板の側面模式図、である。

【図4】本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板の進行方向制御効果を模式的に占めた斜視模式図である。

【図5】本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板の増密効果（見掛比重）を示し、（ａ）が選別多孔振動板の平面模式図、（ｂ）が選別多孔振動板の正面模式図、（ｃ）が選別多孔振動板の側面模式図、である。

【図6】本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板の増密効果（見掛比重）を模式的に占めた斜視模式図である。

【図7】本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板の概略平面図である。

【図8】本発明に係る乾式比重選別装置の乾式比重選別の原理を示す断面模式図である。

【図9】本発明に係る乾式比重選別装置を用いて、２ｍｍ以下の被選別材料を選別している様子を示す写真である。

【図10】本発明に係る乾式比重選別装置を用いて、選別された後の被選別材料を示す写真である。

【図11】従来の乾式比重選別装置を用いて、２ｍｍ以下の被選別材料を選別している様子を示す写真である。

【図12】従来の乾式比重選別装置を用いて、選別された後の被選別材料を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。同一部材は同一符号で示される。

【0019】

本発明に係る乾式比重選別装置を、添付図面を用いて説明する。本発明に係る乾式比重選別装置は、特に２ｍｍ以下の被選別材料を選別するのに好適に用いられる乾式比重選別装置であり、傾斜して設けられた選別多孔振動板と、前記選別多孔振動板の上面に比重の異なる物質が混在する被選別材料を投入するホッパーと、前記選別多孔振動板の下面に空気を吹き上げる空気吹き上げ手段と、を有し、比重の大きい重量物を前記選別多孔振動板の上端方向に、比重の小さい軽量物を前記選別多孔振動板の下端方向に、分離移動せしめるようにした乾式比重差選別装置であり、前記選別多孔振動板が、前記重量物の排出方向の端部に向かって、平面視で窄まった形状とされてなり、前記選別多孔振動板の上面の前記選別多孔振動板の長手方向中心線上に前記重量物排出方向の端部に向かって形成された歪み凹部を有する、乾式比重差選別装置である。

【0020】

本発明に係る乾式比重選別装置の基本的構成、即ち、傾斜して設けられた選別多孔振動板と、前記選別多孔振動板の上面に比重の異なる物質が混在する被選別材料を投入するホッパーと、前記選別多孔振動板の下面に空気を吹き上げる空気吹き上げ手段と、を有し、比重の大きい重量物を前記選別多孔振動板の上端方向に、比重の小さい軽量物を前記選別多孔振動板の下端方向に、分離移動せしめるようにした乾式比重差選別装置については、例えば特許文献１に開示されているため、再度の説明は省略する。

【0021】

本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板を図１～図８に示す。図１～図８において、符号１０は本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板である。

【0022】

前記選別多孔振動板１０は、前記重量物の排出方向の端部１２に向かって、平面視で窄まった形状とされている。そして、前記選別多孔振動板１０の上面の前記選別多孔振動板の長手方向中心線Ｏ上に前記重量物排出方向の端部１２に向かって形成された歪み凹部１４が形成されている。

【0023】

また、前記選別多孔振動板の上面の歪み凹部１４が、少なくとも前記選別多孔振動板１０の長手方向中央部Ｐから前記重量物排出方向の端部１２に向かって形成されている。歪み凹部１４は前記選別多孔振動板１０の上面を部分的に押圧することで、形成することが可能である。歪み凹部１４の歪みの程度（歪ませ量）については、混合廃棄物である投入物（被選別材料）の比重、粒度、破砕形状等に応じて、適宜調整して決めればよい。

【0024】

例えば、図２の（ａ）に前記選別多孔振動板１０の上面の部分的押圧量を示す。例えば、図２の（ａ）に示されるように、前記選別多孔振動板１０の長手方向中心線Ｏ上が最も押圧されるように、部分押圧する。図２の（ａ）の数字の単位はｍｍであり、長手方向中心線Ｏに沿って、前記選別多孔振動板１０の後位置で４ｍｍ押圧されており、その左右の位置でそれぞれ３ｍｍずつ押圧されている。また、図２の（ａ）に示される如く、長手方向中心線Ｏに沿って、前記選別多孔振動板１０の前位置で６ｍｍ押圧されており、その左右の位置でそれぞれ５ｍｍずつ押圧され、さらにその左右の位置でそれぞれ３ｍｍずつ押圧されている。図２の（ｂ）及び（ｃ）には、前記選別多孔振動板１０の正面模式図及び側面模式図をそれぞれ示す。図２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、歪み凹部１４の下面１５は、他の部分の面に比べて歪んでいることがわかる。

【0025】

このように部分的に押圧することで、図１に示すような歪み凹部１４が形成されることとなる。また、図示例では、前記選別多孔振動板１０の前記重量物排出方向の端部１２が、前記選別多孔振動板１０の軽量物排出方向の端部１６よりも歪んでいる。なお、前記選別多孔振動板１０は、前記重量物の排出方向の端部１２に向かって、平面視で窄まった形状とされているが、前記重量物の排出方向の端部１２は、図１に示されるように、全て歪み凹部１４とされているのが好適である。また、前記選別多孔振動板１０としては、図示例では１００メッシュ（目開き０．１４９ｍｍ）の網状スクリーン板を採用した例を示した（図７参照）。

【0026】

２ｍｍ以下の細かな混合廃棄物を精度よく選別するためには、従来の特許文献１に記載されたような鋸歯状の選別多孔振動板だと、鋸歯状の歯に引っ掛かって選別の際にコンタミネーションが生ずるおそれがあるため、選別多孔振動板の上面の形状としてはなるべく平坦なものが望ましい。一方で、乾式比重選別を行うためには、比重の重いものは上端方向に、比重の軽いものは下端方向にそれぞれ分離選別される必要があるため、ある程度摩擦がないと、選別が出来ない。本発明では、このような従来技術の問題点を解消すべく鋭意研究を重ねたところ、上述したように歪み凹部１４を形成することで、２ｍｍ以下の細かな混合廃棄物を精度よく選別できることを見出したのである。

【0027】

また、図１及び図８に示される如く、前記選別多孔振動板１０の下部には、枠体１８（図７参照）に取り付けられた多孔質ベース板２０が設けられており、前記多孔質ベース板２０に前記選別多孔振動板１０が取り外し可能に取り付けられている。このため、ユーザーは、前記選別多孔振動板１０だけを適宜交換可能となっている。多孔質ベース板２０としては、例えばパンチング板が適用でき、パンチング開口としては例えば３～５ｍｍ程度のものが使用できる。なお、図７及び図８において、符号２２は、前記選別多孔振動板１０のメッシュ孔であり、符号２４，２６は、それぞれ、選別多孔振動板１０の上面を押圧するための押圧部材（図示省略）を取り付けるためのフレーム部材である。

【0028】

また、図８に示す前記選別多孔振動板１０の下には、前記選別多孔振動板１０と多孔質ベース板２０の傾きの関係を示す模式図を挿入してあるが、多孔質ベース板２０は平らにセットし、その上に、前記選別多孔振動板１０を傾斜してセットするのが好適である。図８において、符号２８は、被選別材料の比重が重いもの、符号３０は、被選別材料の比重が軽いもの、をそれぞれ示している。

【0029】

図３及び図４に、本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板１０の進行方向制御効果を示す。図３にグレーの三角で示されるように、そして、図４に複数の矢印で示されるように、投入された被選別材料は、前記選別多孔振動板１０の振動に従って、前記選別多孔振動板１０の長手方向中心線Ｏの方に集まり、前記重量物排出方向の端部１２に向かって収束せしめられる。このように、選別多孔振動板１０には投入された被選別材料の進行方向制御効果がある。

【0030】

また、図５及び図６に、本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板１０の増密効果（見掛比重）を示す。図５に色違いのグレーで示されるように、そして、図６に複数の矢印で示されるように、投入された被選別材料は、前記選別多孔振動板１０の振動に従って、見掛比重が大きいもの（比重が重いもの）が、前記重量物排出方向の端部１２に向かって収束せしめられる。このように、選別多孔振動板１０には投入された被選別材料の進行方向に対して、見掛比重の大きいものの増密効果がある。

【0031】

図１～７に示した選別多孔振動板１０の構成で、１００メッシュの網を用いた選別多孔振動板１０を取り付けた本発明に係る乾式比重選別装置を用いて、２ｍｍ以下の被選別材料を選別している様子を示す写真を図９に示し、選別後の写真を図１０に示す。図９及び図１０では、２ｍｍ以下の銅線が精度よく分離選別されていることがわかる。

【0032】

一方、歪み凹部１４が形成されていない１００メッシュの網を用いた従来の平坦な選別多孔振動板を取り付けた乾式比重選別装置を用いて、同様に、２ｍｍ以下の被選別材料を選別している様子を示す写真を図１１に示し、選別後の写真を図１２に示す。図１１及び図１２では、２ｍｍ以下の銅線と共に、白い物質や黒い物質などが混在してしまっていることがわかる。

【0033】

さらに、上記した、図１～７に示した選別多孔振動板１０の構成で、１００メッシュの網を用いた選別多孔振動板１０を取り付けた本発明に係る乾式比重選別装置と歪み凹部１４が形成されていない１００メッシュの網を用いた従来の平坦な選別多孔振動板を取り付けた乾式比重選別装置による、混合廃棄物の選別結果を表１に示す。

【0034】

【表1】

【0035】

表１において、重側に選別されているのは非鉄金属である。また、デッキ残とは、選別多孔振動板上に安定状態で残った（相対的に「重い」又は「軽い」側に移動しなかったもの）少量の被選別材料である。

【0036】

表１に示すように、粒度１０～１５ｍｍ程度のものから、０～２ｍｍのものまで様々なものが含まれた混合廃棄物である、自動車由来ダスト（１）及び（２）、家電由来ダスト、並びに電線破砕物について、選別を行った。

【0037】

表１の「評価」からわかるように、本発明に係る乾式比重選別装置の選別多孔振動板を用いて選別すると、粒度０～２ｍｍのものでも、精度よく分離選別でき回収することができたことがわかる。このように、本発明によれば、２ｍｍ以下の混合廃棄物について精度よく選別できるのである。また、湿式選別のように水処理が不要であるため、省エネルギーであり、ＣＯ_２削減効果もあるという利点がある。

【0038】

また、上記の選別の実施例では、自動車由来ダスト、家電由来ダスト及び電線破砕物を被選別材料としたが、本発明に係る乾式比重選別装置は、例えば、シラスと呼ばれる細粒の軽石や火山灰を含む白砂の選別にも好適に用いることができる。シラスは、主成分の火山ガラスと多種類の結晶鉱物から構成され、建設材料にもなるが、粒子径が幅広く軽石も含まれるため、工業用利用が難しいとされてきた。しかしながら、本発明に係る乾式比重選別装置を用いることで、シラスを選別し、シラスに含まれる火山ガラス質、結晶質、軽石などを分離選別し、全量活用することが可能となる。

【符号の説明】

【0039】

１０：選別多孔振動板、１２：重量物の排出方向の端部、１４：歪み凹部、１５：歪み凹部の下面、１６：軽量物排出方向の端部、１８：枠体、２０：多孔質ベース板、２２：選別多孔振動板のメッシュ孔、２４，２６：フレーム部材、２８：被選別材料の比重が重いもの、３０：被選別材料の比重が軽いもの、Ｏ：選別多孔振動板の長手方向中心線、Ｐ：選別多孔振動板の長手方向中央部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】