JP4658176B2 - 調合ユニット、及び自動調合装置 - Google Patents

Description

本発明は、乾式分析用の融剤の調合を自動化した調合ユニットに関する。

鉱石や金属製錬副産物及びリサイクル原料等から金、銀、プラチナ、パラジウム等の有価金属を効率的に得るためには、適切な処理方法を選択するのみならず、経済性の面からもその鉱石や金属の製錬副産物及びリサイクル原料等にそれら有価金属が含まれている量をあらかじめ正確に分析しておくことが重要である。

このような有価金属の定量分析では、試料を収納したルツボへ、酸化鉛や各種融剤を所定量投入して融解し、スラグと分離した鉛ボタンを灰吹きし、溶解処理して有価金属の含有率を算出するという手法が取られている。

特許文献１には、このような各種融剤の調合作業を自動化した装置について開示されている。特許文献１の自動化装置では、ルツボへ融剤を投入する投入板を振動させる電磁フィーダと、融剤を投入板へ供給するコンベアを備え、一度に投入する融剤をコンベアから投入板へ供給するステップと、投入板からルツボへ投入するステップと、を経て融剤をルツボへ投入する。このような自動化装置は、人手により行う場合の作業負担を軽減し、作業の効率化を図っている。

特開平１１−２８７７４４号公報

ところが、特許文献１の装置では、例えば、硅砂のような微小な粉体を扱う場合、フィーダの振動、駆動により粉体の飛散、落鉱が生じ、秤量誤差が発生する場合があった。また、ホウ砂のような吸湿性の高い粉体を扱う場合、粉体が吸湿によりホッパ部内やフィーダ上で団塊状になり、ホッパ部内やフィーダ上において詰りの原因となることがあった。さらに、この塊が排出されることにより、秤量誤差が生じる場合があった。また、これらの粉体がホッパ部及びフィーダ部の内壁面に付着する、いわゆる棚吊り現象により切り出し量が制限され、秤量時間遅延が発生することがあった。このような秤量誤差が生じることから自動化が困難なため人手で調合が行われており、作業負担の削減、調合時間の短縮が求められていた。

そこで、本発明は、ルツボへ投入する粉体の秤量誤差を抑制する調合装置を提供することを課題とする。

かかる課題を解決する本発明の調合ユニットは、乾式分析用の融剤の調合を自動化した調合ユニットであって、付着性を有する粉体を蓄えるホッパ部と、当該ホッパ部内へ乾燥空気を供給する乾燥空気供給部と、前記ホッパ部の出口側に配置され、前記粉体を切り出す切出し部と、当該切出し部の出口側に配置され、切り出された前記粉体を秤量する秤量部と、当該秤量部の出口側に配置され、ルツボの口に近接して前記粉体をルツボへ投入する投入部と、を備え、前記ホッパ部から前記投入部は、前記粉体が外部へ飛散しないように密閉され、前記切出し部は、外周上部に切り欠き部を有するディスクの回転により、塊状の前記粉体を破砕し、前記粉体を切り出すことを特徴とする。

このような構成とすることにより、密閉空間内で切り出し、秤量が行なわれるため、粉体の飛散、落鉱が抑制される。また、ホッパ部内へ送られる乾燥空気により、粉体のホッパ部内への付着を緩和し、いわゆる棚吊り状態を抑制できる。これにより、ルツボへ投入する粉体の秤量誤差を抑制することができる。このような秤量誤差を抑制することにより、ルツボへの粉体の投入を自動化することができ、人手による調合作業の煩雑さを解消し、調合時間を短縮することができる。また、上記の調合ユニットは、塊状の処理物を破砕できるため、秤量時に団塊が混在することを抑制し、秤量誤差を抑えることができる。また、上記の調合ユニットの前記ホッパ部から前記投入部において、ホッパーゲートの開閉による振動、若しくは前記投入部に装着したエアバイブレータの振動により、投入部に付着した粉体を落下させる構成とすることができる。このような構成により、装置の内部に付着した粉体を落下させて、装置内の壁面への付着による秤量誤差を抑制できる。

このような調合ユニットを組み込んだ本発明の自動調合装置は、前記調合ユニットを複数備え、前記調合ユニットのホッパ部のそれぞれに異なる粉体を蓄え、複数の粉体を前記ルツボに投入することを特徴とする。このような構成とすることにより、複数の融剤を同時に調合することができる。複数の異なる粉体の一例として、硅砂、ホウ砂とすることができる。

また、このような自動調合装置は、前記粉体が硅砂であり、硅砂をルツボへ投入する前記調合ユニットと、前記粉体がホウ砂であり、ホウ砂をルツボへ投入する前記調合ユニットと、酸化鉛を蓄えるホッパ部と、当該ホッパ部の出口側に配置され、前記酸化鉛を切り出す切出し部と、当該切出し部の出口側に配置され、切り出された前記酸化鉛を秤量する秤量部と、当該秤量部の出口側に配置され、ルツボの口に近接して前記酸化鉛をルツボへ投入する投入部と、を備え、前記ホッパ部から前記投入部が、前記酸化鉛が外部へ飛散しないように密閉されている調合ユニットと、を並べて設置して、コンベア上に配置したルツボへ硅砂、ホウ砂、酸化鉛を投入する。このような構成により、酸化鉛、硅砂、ホウ砂を同時に調合することができる。これにより、調合時間を短縮することができる。

さらに、このような自動調合装置は、正転及び逆転して、ルツボを前記各調合ユニットの投入部の下方に搬送するコンベアを備え、コンベアが正転する場合に、ルツボへ酸化鉛、ホウ砂、硅砂の順に投入し、ルツボへコンベアが逆転する場合に、硅砂、ホウ砂、酸化鉛の順に投入する構成としても良い。

本発明は、ルツボへ投入する粉体の秤量誤差を抑制することができる。このため、調合の自動化を可能とし、人手による調合作業を削減し、調合時間を短縮することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。

本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の自動調合装置１の概略構成を示した説明図である。自動調合装置１は、３台の調合ユニット２、３、４と、ベルトコンベア５と、位置検出センサ６とを備えている。３台の調合ユニット２、３、４は、並べて配置されており、ベルトコンベア５は、これらの調合ユニットの下側を通るように配置されている。本実施例では、調合ユニット２は硅砂を秤量してルツボ７へ投入し、調合ユニット３はホウ砂を秤量してルツボ７へ投入し、調合ユニット４は酸化鉛を秤量してルツボ７へ投入するように構成されている。

自動調合装置１では、ベルトコンベア５の上流側５ａの位置に乗せられたルツボ７がベルトコンベア５により、図１の右側へ移動していく。ルツボ７が調合ユニット２の投入口とルツボ７の口が合致する位置（図１中の５ｂ）に到達すると、ベルトコンベア５が一端停止し、調合ユニット２から硅砂の投入が行われる。

調合ユニット２における硅砂の投入が終了すると、ベルトコンベア５が作動する。続いて、ルツボ７が調合ユニット３の投入口とルツボ７の口が合致する位置（図１中の５ｃ）に到達すると、ベルトコンベア５が一端停止し、調合ユニット３からホウ砂の投入が行われる。

調合ユニット３におけるホウ砂の投入が終了すると、再び、ベルトコンベア５が作動する。ルツボ７が調合ユニット４の投入口とルツボ７の口が合致する位置（図１中の５ｄ）に到達すると、ベルトコンベア５が停止し、調合ユニット４から酸化鉛の投入が行われる。その後、調合ユニット４における酸化鉛の投入が終了すると、再び、ベルトコンベア５が作動し、ルツボ７は下流側５ｅまで送られる。ベルトコンベア５に乗って移動するルツボ７は、位置検出センサ６により正確な位置が把握され、ルツボ７が正確に５ｂ、５ｃ、５ｄで停止するようにベルトコンベア５が制御されている。

下流側５ｅに到達したルツボ７は、６０個のルツボを収納できるパレット８を搭載した台車９上に移される。台車９に搭載されたルツボ７は分析処理の工程へ送られる。

次に、調合ユニット２の構造とルツボ７への粉体の投入について説明する。図２は、調合ユニット２を示した説明図である。調合ユニット２は、ディスクフィーダ２１を備えている。ディスクフィーダ２１は、ホッパ部２２と、切出し部２３と、を有している。また、ホッパ部２２には、乾燥空気供給部２４が接続されている。

ホッパ部２２は、有価金属の定量分析に使用される融剤を収納する。本実施例では、ホッパ部２２に、水分１％以下、粒度０．０５ｍｍ以下、かさ比重１．３であって、粒子の細かい硅砂が蓄えられている。ホッパ部２２の容量は３リットル程度である。

切出し部２３は、ホッパ部２２の下方に配置された調圧室２５に接続されている。ホッパ部２２内に蓄えられた硅砂は、ホッパ部２２の下部に備えられた攪拌羽根（図示しない）により、攪拌されるとともに、ホッパ部２２の底面に設けられた通過孔を通り、調圧室２５へと送られる。調圧室２５内で硅砂はかさ密度を一定に保たれ、単位時間当たり一定量の硅砂が切出し部２３へ供給される。このように構成されたホッパ部２２から切出し部２３までの間は、密閉された状態で接続されている。

図３は、切出し部２３の概略構成を示した説明図である。切出し部２３は、密閉空間内で硅砂を切り出す。硅砂は、回転ディスクの外周上部の切り欠き部２３ａに充満され、ディスクの回転により出口部２３ｂのスクレーパ２３ｃにかき出されて排出される。このような切出し部２３は、塊状の処理物を破砕できるため、秤量時に団塊が混在することを抑制し、秤量誤差を抑えることができる。

乾燥空気供給部２４は、エアドライヤと接続されてホッパ部２２内へ乾燥空気を供給する。ホッパ部２２内へ供給する乾燥空気は、ホッパ部２２内を乾燥した状態に維持するとともに、ホッパ部２２内に気流を起こし、ホッパ部２２内における粉体の付着を緩和する。

このようなディスクフィーダ２１では、ホッパ部２２から切出し部２３までの間が密閉空間となっているため、切出し時に硅砂が飛散、落鉱するおそれがない。また、ディスクフィーダ２１から排出された硅砂も乾燥空気供給部２４により乾燥空気が送られるため、硅砂が乾燥した状態のままその後の処理が行われる。さらに、従来、ベルトフィーダ及び振動フィーダの各装置の動作により切出しに要する時間を費やしていた調合装置に比べ、ディスクフィーダ２１のみで切出しを行うため、短時間で切出しすることができる。

さらに、調合ユニット２は、秤量部２６、投入部２７を備えている。秤量部２６は、ディスクフィーダ２１の切出し部２３の出口に接続されている。切出し部２３により切り出された硅砂は、秤量部２６へ投入される。秤量部２６へ投入された硅砂は、秤量部２６に備えられたロードセル２６ａにより重量を検知され、秤量される。ディスクフィーダ２１と秤量部２６との間は、密閉された構成となっているため、硅砂の飛散が抑制され、秤量誤差が抑えられている。

投入部２７は、秤量部２６の出口に近接して接続されている。投入部２７は、ルツボ７へ硅砂を投入する際、投入口２７ａをルツボ７の口に近接させる。秤量部２６で秤量された硅砂は、投入部２７を通り、ルツボ７へ投入される。このように投入部２７は、秤量部２６との間、ルツボ７との間を近接して粉体の飛散を抑制し、秤量誤差を抑制している。

また、投入部２７には、ガス吸引部２８が備えられている。ガス吸引部２８は、パイプ２９により集塵機と接続されており、飛散する粉末状の硅砂を秤量誤差の許される範囲で吸引できるようになっている。

また、硅砂は粒子が細かいため、秤量部２６において舞い上がり、秤量部２６や投入部２７の壁面に付着することがある。このように投入部２７に付着した粉体は、ホッパーゲート（図示しない）の開閉による振動により、落下させることができる。このようなホッパーゲートの開閉数は、任意に変更することができる。また、投入部２７にエアバイブレータを装着し、内部に付着した粉体をエアバイブレータの振動により、落下させて秤量誤差を抑制しても良い。これにより、装置内の壁面への付着による秤量誤差を抑制できる。

次に、調合ユニット３、調合ユニット４について説明する。図４は、自動調合装置１の調合ユニット部、すなわち、調合ユニット２、調合ユニット３、調合ユニット４を並べて配置した状態を示した説明図である。図４の調合ユニット２は、図２の矢示Ａの方向から見た状態で表しており、調合ユニット３、調合ユニット４もそれに準じている。

調合ユニット３は、調合ユニット２と同様の構成をしている。但し、調合ユニット３は、ホッパ部２２に蓄える粉体を、水分１％以下、粒度０．１ｍｍ以下、かさ比重０．８であって、付着性があり、水溶性、吸湿性の高いホウ砂とした点で調合ユニット２と相違している。なお、調合ユニット３の構成は調合ユニット２の構成と同様であるため、調合ユニット３の構成の説明は省略する。

ホウ砂は吸湿性があるため、棚吊りや塊状になることによる詰りの原因となりやすいが、調合ユニット３のホッパ部２２内には、乾燥空気供給部２４により乾燥空気が供給されるため、ホウ砂は乾燥状態で維持され、棚吊りや詰りが抑制される。また、調合ユニット２と同様に、ホッパ部２２から投入部２７まで密閉されて、外部へのホウ砂の飛散が抑制されるため、秤量誤差が抑制される。

調合ユニット４は、調合ユニット２と同様の構成をしているが、以下の３点で相違している。１点目は、ディスクフィーダ４１が調合ユニット２のディスクフィーダ２１と比べて大きく、ディスクフィーダ４１のホッパ部４２の容量は２０リットル程度である。２点目は、乾燥空気供給部２４が備えられていない点である。３点目は、ホッパ部４２に蓄える水分１％以下、粒度０．１ｍｍ以下、かさ比重３であって、付着性のある酸化鉛とした点である。

調合ユニット４のホッパ部４２が調合ユニット２のホッパ部２２よりも大きいのは、酸化鉛の切出し量が、硅砂、ホウ砂の数倍となることがあり、ホッパ部４２内の蓄積量を多くするためである。また、乾燥空気供給部２４を備えていないのは、酸化鉛に吸湿性がなく、棚吊りを起こすことが少ないからである。また、調合ユニット２と同様に、ガス吸引部２８がパイプ２９により集塵機と接続されており、飛散する粉末状の酸化鉛が吸引される。これにより、毒性のある酸化鉛のルツボ７への投入時の飛散を特に防止することができる。その他の構成は、調合ユニット２と同様であるため、その詳細な説明は省略する。調合ユニット４も、ホッパ部４２から投入部２７までの間を密閉した構成により秤量誤差を抑制することができる。

このような調合ユニット２、調合ユニット３の切出し量はそれぞれ、７〜２０ｇ、調合ユニット４の切出し量は、３０〜２５０ｇであり、これらの調合ユニットは、切出し量を１ｇ単位で変えることができる。なお、調合ユニット２、調合ユニット３にガス吸引部２９を設けても良いし、調合ユニット４に乾燥空気供給部２４を設けても良い。

これらの調合ユニット２、調合ユニット３、調合ユニット４により、ルツボ７内へ秤量された硅砂、ホウ砂、酸化鉛が投入され調合される。また、自動調合装置１は、ベルトコンベア５を逆転させて、酸化鉛、ホウ砂、硅砂の順にルツボ７へ投入する構成としても良い。また、調合ユニット２、４の配置を、入れ替えて、酸化鉛、ホウ砂、硅砂の順にルツボ７へ投入する構成としても良い。

自動調合装置１は、ルツボ７への調合処理を１日あたり約５００個行うことが可能である。従来では、秤量誤差、粉体の飛散、落鉱が生じることから、硅砂、ホウ砂の調合は、人手により行われていたが、本発明の自動調合装置１の調合ユニット２、調合ユニット３、調合ユニット４は、秤量誤差、粉体の飛散、落鉱が抑制されるため、硅砂、ホウ砂の調合の自動化が可能となった。これにより、従来、それぞれ別々に行われていた酸化鉛、硅砂、ホウ砂の調合を、自動調合装置１では同時に行うことができるようになった。これにより、１日あたり約１．５時間の人手による作業負担を削減することができた。さらに、従来の切出し秤量装置では、ルツボ１個あたりの調合に７７秒かかっていたところ、自動調合装置１では、ルツボ１個あたりの調合を４８秒で行うことができるようになった。したがって、調合に要する時間を約４０％短縮することができた。

本発明の自動調合装置の概略構成を示した説明図である。 実施例において硅砂を調合する調合ユニットを示した説明図である。 調合ユニットの切出し部の概略構成を示した説明図である。 自動調合装置の調合ユニット部、すなわち、硅砂を調合する調合ユニット、ホウ砂を調合する調合ユニット、酸化鉛を調合する調合ユニットを並べて配置した状態を示した説明図である。

符号の説明

１ 自動調合装置
２、３、４ 調合ユニット
２１ ディスクフィーダ
２２ ホッパ部
２３ 切出し部
２４ 乾燥空気供給部
２５ 調圧室
２６ 秤量部
２６ａ ロードセル
２７ 投入部
２８ ガス吸引部

Claims (5)

1. 乾式分析用の融剤の調合を自動化した調合ユニットであって、
   付着性を有する粉体を蓄えるホッパ部と、
   当該ホッパ部内へ乾燥空気を供給する乾燥空気供給部と、
   前記ホッパ部の出口側に配置され、前記粉体を切り出す切出し部と、
   当該切出し部の出口側に配置され、切り出された前記粉体を秤量する秤量部と、
   当該秤量部の出口側に配置され、ルツボの口に近接して前記粉体をルツボへ投入する投入部と、
   を備え、
   前記ホッパ部から前記投入部は、前記粉体が外部へ飛散しないように密閉され、
   前記切出し部は、外周上部に切り欠き部を有するディスクの回転により、塊状の前記粉体を破砕し、前記粉体を切り出すことを特徴とする調合ユニット。
2. 前記ホッパ部から前記投入部において、ホッパーゲートの開閉による振動、若しくは前記投入部に装着したエアバイブレータの振動により、投入部に付着した粉体を落下させることを特徴とする請求項１記載の調合ユニット。
3. 請求項１または２記載の調合ユニットを複数備え、前記調合ユニットのホッパ部のそれぞれに異なる粉体を蓄え、複数の粉体を前記ルツボに投入することを特徴とする自動調合装置。
4. 前記粉体が硅砂であり、硅砂をルツボへ投入する請求項１または２記載の調合ユニットと、
   前記粉体がホウ砂であり、ホウ砂をルツボへ投入する請求項１または２記載の調合ユニットと、
   酸化鉛を蓄えるホッパ部と、当該ホッパ部の出口側に配置され、前記酸化鉛を切り出す切出し部と、当該切出し部の出口側に配置され、切り出された前記酸化鉛を秤量する秤量部と、当該秤量部の出口側に配置され、ルツボの口に近接して前記酸化鉛をルツボへ投入する投入部と、を備え、前記ホッパ部から前記投入部が、前記酸化鉛が外部へ飛散しないように密閉されている調合ユニットと、を並べて設置し、コンベア上に配置したルツボへ硅砂、ホウ砂、酸化鉛を投入することを特徴とした自動調合装置。
5. 正転及び逆転して、ルツボを前記各調合ユニットの投入部の下方に搬送するコンベアを備え、コンベアが正転する場合に、ルツボへ酸化鉛、ホウ砂、硅砂の順に投入し、ルツボへコンベアが逆転する場合に、硅砂、ホウ砂、酸化鉛の順に投入することを特徴とした請求項４記載の自動調合装置。

Images