コンクリート廃材からの再生骨材の乾式連続比重分離

• Project/Area Number: 15760614
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Recycling engineering
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 押谷 潤 岡山大学, 工学部, 助教授 (70314656)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2003: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: 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

Research Abstract

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。