コンクリート廃材からの再生骨材の乾式連続比重分離

混凝土废料中再生骨料的干法连续比重分离

• 批准号: 15760614
• 负责人: 押谷 潤
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760614/
• 关键词: 固気流動層; 乾式比重分離; 廃棄物リサイクル; コンクリート廃材; 粒子偏析

本研究では、コンクリート廃材から再生可能な骨材を乾式法で連続的に分離可能な技術の開発を目的とし、平成16度は交付申請書に記載した研究計画に沿って、以下の成果が得られた。平成15年度に固気流動層による乾式比重分離を連続的に可能とする装置を作製した。浮沈物の取り出し機構としてこれまでに用いてきたバケットエレベーターや回転バスケットの代替として、沈降物の捕集籠と浮沈物を区別するためのシャッターの使用により、分離に関与しないデッドスペースの排除と安定した物体浮沈を実現した。平成16年度は、まず本装置の分離性能の評価を行った。比重1.5〜3.0の間で比重が0.03ずつ異なる球を用意し、ジルコンサンドを媒体とした固気流動層において空塔速度を最少流動化速度の1.04倍〜2.20倍の間で15条件変化させて、それらの球の浮沈を調べた。得られた浮沈結果から、固気流動層の見掛け比重と分離可能な比重差を表す比重幅を求めた。見掛け比重は2.4〜2.8の値が得られ、空塔速度の増加に伴い媒体層が膨張するために値が減少する結果となった。一方、比重幅は0.1〜0.5の値が得られ、空塔速度の増加に伴い媒体の流動化が激しくなるために球の浮沈が不安定になり、分離可能な比重差が大きくなる結果となった。以上の結果、最適な空塔速度において、見掛け比重2.5〜2.8の範囲で比重差0.1の混合物体の分離が本装置により可能であることが明らかとなった。次に、本装置を用いてジルコンサンドを媒体として砂利とモルタルを個別に分離実験を行った。空塔速度を変化させて実験を行ったところ、いずれの空塔速度においてもモルタルはほぼ100%浮揚物として分離回収される結果となった。一方、砂利については、空塔速度が小さい場合は固気流動層の見掛け粘度が大きいために沈降しにくく回収率は約10%と小さな値となったが、最少流動化速度の約1.3倍で90%近い回収率が得られた。それ以上空塔速度を増加させると、流動化が激しくなるのに伴い沈降しにくく回収率が低下する結果となった。続いて、砂利とモルタルを同時に固気流動層に投入し分離実験を行った。空塔速度と共に、投入後に浮沈物を区別するためのシャッターを作動するまでの時間を変化させたところ、最適な条件において、モルタルの回収率がほぼ100%、砂利の回収率が95%となる良好な結果が得られた。以上の結果から、固気流動層を用いた乾式比重分離技術ならびに今回作製した分離装置により、コンクリート廃材から再生可能な骨材の分離回収が大いに可能であることが示された。

这项研究的目的是开发一种能够使用干法从混凝土废物中连续分离可回收骨料的技术。 2003 年，我们创建了一种使用固气流化床进行连续干比重分离的设备。作为目前使用的斗式提升机和旋转篮作为去除漂浮沉积物的机构的替代方案，使用百叶窗将沉积物收集篮与漂浮沉积物分离，消除了不参与分离的死区并稳定了他们实现了物体的漂浮和下沉。 2004财年，我们首次评估了该装置的分离性能。我们制备了比重在 1.5 至 3.0 之间以 0.03 增量变化的球体，并在使用锆英砂作为介质的固气流化床中，在 1.04 至 2.20 倍最小流化速度之间的 15 种条件下改变了空塔速度，并进行了研究。这些球的起伏。根据获得的浮选结果，确定固-气流化床的表观比重和代表可分离比重差的比重范围。得到的表观比重值为2.4至2.8，并且随着空塔速度的增加，由于介质层的膨胀，该值减小。另一方面，比重范围取0.1～0.5的值，随着表观速度的增大，介质的流化更加剧烈，使得球体的上浮和下沉不稳定，导致较大的差异可以分离的比重。上述结果表明，在最佳空塔速度下，使用该装置可以分离表观比重在2.5至2.8范围内且比重差为0.1的混合物质。接下来，我们利用该装置，以锆英砂为介质，进行了分离砾石和砂浆的单独实验。当以不同的空塔速度进行实验时，发现几乎 100% 的砂浆在所有空塔速度下都以漂浮物的形式分离和回收。另一方面，对于砾石，当空塔速度较低时，固气流化床的表观粘度较大，难以沉降，回收率小至10%左右，但也约为1.3倍于最小流化速度，回收率接近 90%。当空塔速度增加超过该值时，流化作用变得更加强烈，导致沉降困难并降低回收率。接下来，我们将砾石和砂浆同时引入固气流化床中进行分离实验。通过改变空塔速度和启动挡板所需的时间来区分注入后的漂浮物和沉积物，在最佳条件下，砂浆的回收率几乎为100%，砾石的回收率为95%，获得了良好的结果。上述结果表明，利用固气流化床和本次创建的分离装置的干比重分离技术，很有可能从混凝土废料中分离和回收可回收骨料。