JP2003507159A - スラッジから固形分をリーチングする装置 - Google Patents

スラッジから固形分をリーチングする装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、酸素を含むガスを用いてスラッジから固形分をリーチングする装置に関するものである。本装置は、中心管（２）と、反応器の底部（３）から上方に立ち上がる複動ミキサー（５）とを備えた縦長の反応器（１）から構成される。このミキサーは中心管の下端近傍に配され、ミキサーの上側ブレード（13）は中心管から下方に向かう吸引流を発生させ、下側ブレード（14）はスラッジに吹き込むガスを微細な泡状に分散させ、これによって反応器の底部12に固形分が沈降するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、酸素を含むガスを用いてスラッジから固形分をリーチングする装置
に関するものである。本装置は、中心管と、反応器の底部から立ち上がる複動ミ
キサーとを備えた縦長の反応器から構成される。このミキサーは中心管の下端近
傍に配され、ミキサーの上側ブレードは中心管から下降する吸引流を発生させ、
下側ブレードはスラッジに吹き込むガスを微細な泡状に分散させ、これによって
反応器の底部に固形分が沈殿するのを防止する。
【０００２】 例えば金属濃縮物のように固形分を含有するスラッジをリーチングする場合、
酸素が固形分のリーチング反応に十分に関与できるよう、先ず、酸素ガスまたは
酸素含有ガスの形で導入される酸素を、固形分を含有するスラッジに溶解させる
ことが必要である。縦長の反応器は、この酸素の溶解性を改善するために用いら
れるのであるが、通常の常圧反応器に比べて大きな静水圧が反応器の底部にかか
り（1.5〜3.0気圧、即ち0.15〜0.30MPa）、これによって酸素が反応液に十分に
溶解し、その触媒作用により固形分が溶解されている。
【０００３】 例えば米国特許第4,648,973号に開示されている従来の装置は、高さが直径の
何倍も大きく、内部に同心状の中心管を配した反応器を備えている。スラッジは
酸素と同様、中心管の上方より投入される。中心管には、その上部から吊り下げ
る形でスラッジを循環させるためのミキサーが備えられていて、これによりスラ
ッジは中心管の内部を下降し、続いて中心管と反応器との間の空間を上昇する仕
組みとなっている。中心管と外側の反応器との直径の比は、0.4〜0.85である。
【０００４】 今回提案する本発明は、金属濃縮物のようなスラッジから固形分をリーチング
する縦長の反応器から成る装置に関するものである。反応器の高さはその直径の
何倍も大きく、またこの反応器には底部へ向かって延びる中心管と、中心管の下
部近傍に配されるミキサーと、酸素を含むガスを供給する供給部材とを備えてい
る。ミキサーのシャフトは、反応器の底部から立ち上がっている。ミキサー自体
は、実質的に水平な中板を有し、この中板の上面には湾曲したブレード、下面に
は実質的に真っ直ぐなブレードが固定されている。この中板の上面に配されたブ
レードは、スラッジを中心管から下方に吸引する流れを発生させる。また、酸素
を含むガスは、反応器の下部に供給された後、中板の下面のブレードの働きによ
ってスラッジ中に微細な泡となって分散され、これによって反応器の底部にスラ
ッジが沈降するのを防止する。本発明の必須要件は特許請求の範囲に記載したと
おりである。
【０００５】 上述のように、本装置の重要なポイントは、ミキサーが中心管の下端のごく近
傍に配されている点にあり、これによって中心管とミキサーとの間に確保される
排出孔の断面積は中心管の断面積の半分未満、好ましくは最大でも３分の１とな
る。したがって、中心管から流出する際のスラッジの下降流速は、中心管内部に
おける流速の少なくとも２倍となる。ミキサーの配設位置が中心管の下端に近接
すればするほど、中心管には強い吸引力が発生する。実際にどの程度近接させ得
るかは耐性によって定まり、この耐性はシャフトの撓みや、その他の部品のフレ
キシビリティや寸法精度に左右される。上述の断面積比であれば、溶液の下降流
速はガス気泡の上昇速度より速くなり、反応器ケーシング内の溶液の上昇流速は
固形分粒子の沈降速度より速くなる。
【０００６】 本発明による方法で使用するミキサーは、実質的に水平な板で仕切られた２つ
の部分から成る複動式のミキサーである。この水平板の上面には湾曲したブレー
ドが固定されていて、中心管内でスラッジを下降させる役割を果たす。一方、水
平板の下面にもブレードが固定されていて、直線ブレード型のタービン・ミキサ
ーを構成している。反応器の底部に設けられたミキサーのさらに下方から酸素を
含むガスを供給すると、ミキサーの下部によって供給ガスが微細な泡に分散され
るため、ガスはスラッジに溶解しやすくなる。反応器の底部にあるスラッジにガ
スを供給すると、スラッジ流と共に移動するガスの泡のスラッジ内における滞留
時間および反応時間を最大限に延ばすことができる。その後、泡は液表面に到達
するか、または流れと共に下降し、中心管を通って再循環する。
【０００７】 本発明による装置を添付図面を参照しながらさらに詳しく説明する。
【０００８】 図１は、固形分を含有するスラッジのリーチングを行う装置を示す図であり、
管状の反応器１と、その底面に向かって延びる同心状の中心管２とを備えている
。反応器の底面からの中心管の距離は、反応器の直径の0.2〜1.0倍の範囲内にあ
り、好ましく0.3〜0.5倍の範囲内にある。中心管と、これを包囲するケーシング
との表面積比は0.1未満である。反応器の底面３からは、シャフト４に支持され
たミキサー５と、酸素を含むガスを供給する供給部材６とが立ち上がっている。
ミキサーのシャフトが反応器の下部に設けられているため、シャフトは極力短く
頑丈なものにすることができる。
【０００９】 ミキサーは中心管２と同心的であり、その下端７のごく近傍に配設されている
。中心管２には、図示するように、その上端と下端に円錐状の拡径部８、９を設
けてもよい。図示した例のごとく、ミキサーを中心管の内部に一部収容する形で
配設してもよい。反応器の管壁10と中心管２との間の環状の空間をケーシング11
と称する。中心管の下部には、必要に応じてバッフル板（図示せず）を設けるこ
ともできる。反応器へのスラッジ投入は、従来と同様に行うことができ、例えば
中心管にスラッジを投入し、溶液は例えばオーバーフローとして排出するか、あ
るいはスラッジ液面12より低い位置に設けられた独自の手段によってスラッジの
供給・排出を行ってもよい。この供給・排出手段については、特に詳しくは図示
しない。
【００１０】 図２および図３に示したように、ミキサーはシャフト４を有し、このシャフト
には水平板12が固定されていて、水平板の下面には真っ直ぐな下側ブレード13、
上面には湾曲した上側ブレード14が装着されている。このミキサーの水平板は、
ミキサーの上方から下方、およびその逆方向のスラッジの流れを妨げる。水平板
は、円形であっても角形であってもよい。下側ブレード13および上側ブレード14
は共に、ミキサーの水平板12にほぼ垂直に取り付けられている。下側ブレードは
略長方形をなし、ミキサーの下方から導入される酸素ガスをスラッジ中に十分に
分散させ、反応器の底部に垂直回転流を発生させ、これによってスラッジ中に含
まれる固形分が反応器の底部に沈降することを防止する役割を果たす。このよう
にして、反応器の底部にはその直径にほぼ相当する深さに、攪拌が十分に進んだ
領域が形成される。
【００１１】 上側ブレードの付け根部分は略長方形をなすが、上方に向けてなだらかなテー
パ形状を有する。このように湾曲した上側ブレードは中心管内に下降流を発生さ
せ、下側ブレードは反応器のケーシング11、即ち管壁10と中心管２との間の空間
に、戻り上昇流を発生させる。図２に示した例では、ミキサーは、上側ブレード
14が部分的に中心管の内部へ延びている高さに、配されている。
【００１２】 本発明の装置によって得られるメリットとしては、下記を挙げることができる
。即ち、反応器の底部で極めて効率良く攪拌が行われるので、高い攪拌効率は従
来ほど必要とされない。また、複動ミキサーを採用したことにより、反応器全体
でミキサーが１台だけあればよく、この１台で酸素の拡散および溶液の循環の双
方が行われる。さらに、反応器の底面からミキサーのシャフトを挿入したことに
より、シャフト長が短くて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 反応器の縦断面図である。
【図２】 中心管およびミキサーの部分における反応器の縦断面図である。
【図３】 ミキサーの斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，Ｄ Ｅ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ホグルンド、 クルト フィンランド共和国 エフアイエヌ− 68600 ピエタルサアリ、 リルイェルン ドスヴァゲン ７ Ｆターム(参考） 4D059 AA30 BJ06 BJ12 DA47 4G035 AB52 AC29 AE13 4G078 AA01 AB01 AB11 BA05 CA01 CA06 CA13 CA17 DA21 DA28 DA30 EA10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高さが直径の何倍も大きく同心状の中心管（２）およびミキ
    サー（５）を備えた管状の反応器（１）を含み、酸素を含むガスを用いて固形分
    を含有するスラッジのリーチングを行う装置において、前記反応器の中心管（２
    ）は該反応器の底部まで延在し、前記中心管の下端（７）のごく近傍に複動ミキ
    サー（５）が配され、該複動ミキサーのシャフト（４）は前記反応器の底部（３
    ）から立ち上がっていて、酸素を含むガスの供給部材（６）は前記ミキサーの底
    部の下に延びていることを特徴とするリーチングを行う装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のミキサー（５）において、前記複動ミキサ
    ーは水平板（13）を含み、該水平板の下面にはこれと実質的に垂直な下側ブレー
    ド（14）が固定され、該水平板の上面には湾曲した上側ブレード（15）が固定さ
    れていることを特徴とするミキサー。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のミキサー（５）において、前記下側ブレー
    ド（13）は略長方形の形状を有することを特徴とするミキサー。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載のミキサー（５）において、前記上側ブレー
    ド（15）の下部は略長方形の形状を有し、上方に向けてなだらかなテーパ形状を
    有することを特徴とするミキサー。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の装置において、前記複動ミキサー（５）の
    上部は前記中心管（２）の内側に配されることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の装置において、前記複動ミキサー（５）と
    中心管（２）との間に確保される流れ断面積は、該中心管の流れ断面積の半分未
    満であり、好ましくは最大３分の１であることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の装置において、前記中心管の下部に円錐状
    の拡径部（９）が設けられていることを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の装置において、前記中心管の上部に円錐状
    の拡径部（８）が設けられていることを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の装置において、前記反応器の底面から前記
    中心管（２）の下端までの高さは、該反応器の直径の0.2〜1.0倍であり、好まし
    くは0.3〜0.5倍であることを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の装置において、前記中心管（２）とこれ
    を包囲するケーシング（11）との断面積比は、0.1未満であることを特徴とする
    装置。
JP2001516646A 1999-08-12 2000-08-10 スラッジから固形分をリーチングする装置 Expired - Lifetime JP4373044B2 (ja)

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