シリカサンド洗浄プロセスにおける汚染の制御

資源に依存する建材業界において、シリカサンド洗浄プロセスは業界の将来の発展と密接に関連しています。したがって、環境問題の解決は急務です。シリカサンド洗浄工程では、粉塵、騒音、排水などの汚染問題が主に発生しており、これらの課題について適切な議論を行い、メカニカルサンド業界のグリーンな発展を促進する必要があります。

1. シリカサンド洗浄プロセスにおける粉塵対策

シリカサンド洗浄プロセスにおける粉塵対策は、主に「発塵抑制」と「集塵」の2つの方法で構成されます。砂利骨材の生産工程において、粉塵は主に「組織的粉塵」と「非組織的粉塵」に分類されます。

組織的粉塵

組織的粉塵は、主にシリカサンドの洗浄、破砕、篩い分け、および輸送の過程で発生します。組織的粉塵への対応としては、まず発塵抑制を実施すべきです。設計の最適化により生産過程での粉塵発生を低減し、その後の粉塵処理負荷を効果的に軽減することで、投資コストを節約し、効率を向上させることができます。

各工程の接続部では、適切な排管および傾斜角を選定し、落下点の高さを低減して設備への衝撃を抑制する必要があります。

ベルトコンベアは密閉構造とし、粉塵の漏出を防ぐとともに、搬送速度を適切に制御して粉塵発生を抑えます。同時に、各荷下ろしポイントには効率的な吸引・集塵装置を設置します。

振動篩上の骨材へ散水加湿を行うことで二次粉塵汚染を低減し、組織化された粉塵排出量を20mg/m³の粉塵排出基準以下に抑えることができます。

破砕工場は密閉・隔離して粉塵の漏出を防止します。同時に、工程において工場上部に集塵設備を設置し、粉塵を排気処理します。

非組織化粉塵

非組織化粉塵の発生は主に採掘、ヤード保管、製品出荷の各プロセスで生じます。これらの場所は大空間であるため、換気・集塵方式が適さない場合があり、その他の合理的な防塵対策を採用すべきです。

鉱山粉塵対策としての工程では、先進的な発破技術を用いて微粒子鉱石率と粉塵上昇高を低減します。同時に、散水装置により発破区域を湿潤化し、採掘後の鉱山緑化を実施することで、真の意味でのグリーン鉱山を実現します。

保管ヤードは完全密閉構造を採用し、屋根上部には複数の散水加湿・集塵装置を設置することで、粉じんを効果的に抑制します。完成品の出荷時に発生する粉じんについては、製造工程における石粉と骨材の分離が不完全な場合、一部の石粉が骨材表面に付着し、輸送中に粉じん汚染を引き起こす可能性があります。シリカサンド洗浄プロセスにおいてこの状況を回避するためには、完成した骨材に対してふるい分けおよび洗浄を行い、ウェット製法を採用することが有効です。これにより、輸送時の粉じん汚染を解決できるだけでなく、製品表面に付着した石粉や泥粉も除去でき、製品品質の向上にもつながります。

2. シリカサンド洗浄プロセスにおける騒音対策

シリカサンド洗浄プロセスにおいて、工場区域内の主な騒音源は、メカニカルサンドおよび砂利骨材の破砕・篩別作業場と集塵ファンです。騒音汚染の対策は、主に発生源および伝播経路からの制御を行う必要があります。

まず、老朽化した設備を更新し、低騒音型の先進技術を採用した機器へ移行することが重要です。例えば、金属製をポリウレタン製に交換したり、消音器や防音カバーを設置したり、ファンの振動を抑制するなどの対策を講じることで、発生源から騒音を低減します。次に、作業場は可能な限り密閉・防音構造とし、併せて工場敷地内の緑化を進めることで、騒音の伝播を遮断します。また、従業員が作業場で業務を行う場合は、労働保護措置として耳栓やイヤーマフなどを着用し、作業者の健康を確保する必要があります。

3. シリカ砂洗浄プロセスにおける廃水処理

シリカ砂の洗浄プロセスでは、砂および骨材の生産ラインには主に乾式と湿式の2種類があります。乾式生産では廃水は発生しませんが、粉塵汚染の抑制が困難であり、完成した骨材表面に付着した石粉や泥粉を除去できないため、製品品質に影響を及ぼします。高品質な砂・骨材生産ラインを実現するためには、製品表面に付着した石粉や泥粉の問題を解決し、製品品質を向上させる必要があります。そのため、製品に対してふるい分けおよび洗浄工程が必要となりますが、これに伴い廃水も発生します。

シリカ砂の洗浄工程において、従来の砂・砂利骨材の廃水処理は主に自然沈降法または凝集沈降法に依存しています。沈殿した泥の多くは自然脱水によって処理されますが、この方法は時間がかかり、天候条件の影響を大きく受けます。特に洪水期には、沈降池への対応が遅れると、廃水が池から溢れ出し周辺水域へ流出して環境汚染を引き起こすリスクがあります。そのため、より高い自動化レベルを実現する新たなプロセスが求められています。

まず、廃水を高効率サイクロンとで前処理し、比較的大きな粒径の砂粒子を迅速に分離・回収します。次に、前処理後の廃水をへ送り濃縮を行い、スラリーを所定の濃度まで調整します。その後、放射流式沈降槽、、およびセラミックフィルターを組み合わせた技術により機械脱水を実施し、沈降スラリーを分離します。この手法は高速かつ効率的であり、高い自動化レベルを維持しながら敷地面積を削減でき、運転コストの低減にも寄与します。また、泥の収集と集中処理が容易になり、自然乾燥に伴う二次的な粉塵汚染も防止できます。処理後の廃水は循環利用され、工業用水の「ゼロ」排出を実現します。

従来の工程と比較して、本廃水処理プロセスは自動化レベルを向上させ、脱水時間を短縮し、珪砂洗浄プロセスにおいて廃水処理を連続的かつ効率的に実施することを可能にします。

環境保護に関する厳格な規制の高まりを受け、機器メーカーは集約的で環境に優しいメカニカルサンド生産設備を開発しています。砂利・骨材企業は、現在の生産技術開発水準に基づき、効率的かつ信頼性の高い処理プランを選択することで、珪砂洗浄プロセスにおける砂および骨材業界の健全な発展を推進すべきです。