JP2010201324A - シックナーのフィードウェル - Google Patents

Abstract

【課題】供給されるスラリーを沈降濃縮するシックナー内の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルであって、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合においても、該フィードウェル内で、該フィードウェルに供給されたスラリーと添加剤とが十分に混合されることと、該フィードウェル内のスラリーが、シックナー内の下部の沈降濃縮部へ偏流することなく流出することとが、簡便な手段により達成されるシックナーのフィードウェルを提供する。
【解決手段】フィードウェルは、該フィードウェルの上部位置に沈降濃縮に付すスラリーを送入するスラリー供給管と、該スラリー供給管の出口から放出されるスラリーが該フィードウェルの内壁に沿った旋回流になるように、該スラリー供給管の出口の直下部に棚板状に設ける整流板を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、シックナーのフィードウェルに関し、さらに詳しくは、供給されるスラリーを沈降濃縮するシックナー内の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルであって、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合においても、該フィードウェル内で、該フィードウェルに供給されたスラリーと添加剤とが十分に混合されることと、該フィードウェル内のスラリーが、シックナー内の下部の沈降濃縮部へ偏流することなく流出することとが簡便な手段により達成されるシックナーのフィードウェルに関する。

非鉄金属を含有する鉱石から形成されるスラリーに添加剤を添加し、その後、スラリーを沈降濃縮して回収する手段として、一般的にシックナーが用いられている。前記シックナーの構造としては、前記スラリー及び添加剤が供給されるフィードウェルと、駆動部と回転軸で接続されたレーキのゆっくりした回転により、沈降したスラリーを濃縮する沈降濃縮部から構成される形式のものが使用されている。ここで、フィードウェル内では、例えば、スラリーの沈降性を向上させるため、添加剤として凝集剤を用いてフロックを形成させること、或いはスラリーを中和処理するため、添加剤として中和剤を用いて沈殿生成を促進させること等がなされる。

ところで、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法の一つとして、オートクレーブを利用した高圧酸浸出が採用されている。この方法では、ニッケル酸化鉱石は、まず湿式での粉砕工程及び篩別工程により、２ｍｍ以下の平均粒径のものに調整されスラリーが形成される。このスラリーは、固形成分が２０〜５０質量％程度にシックナー内で濃縮する鉱石スラリーの調整工程を経て、所定の温度、圧力などの条件下に浸出する浸出工程へ装入される。

前記スラリーはシックナーに装入される際、シックナー内の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルにおいて、凝集剤および希釈水と混合される。このフィードウェル内では、滞留している間に、スラリーと凝集剤が混合されてフロックの形成が行なわれる。なお、フロックは、スラリー中の鉱石粒子が凝集剤の効果によって凝集したものである。このフロックは、その後、スラリーが沈降濃縮部へ流出したとき、沈降し、沈降後はシックナー底部に平坦に堆積し、沈降濃縮作用によって、後工程への流送性と浸出反応性の面で適切な濃度となるように濃縮される。

ところが、前記フィードウェル内で、スラリーと凝集剤との混合が十分でない場合、フロックの生成が不十分であり、シックナーでの安定した沈降濃縮の状態が得られず、さらに後続の浸出工程での浸出率にバラツキを生じさせるなどの悪影響を与え、さらに最終的には、生産量が不安定化する原因となる。すなわち、フィードウェル内では、スラリーと凝集剤とが、十分に混合されることが重要である。

一方、シックナー底部におけるフロックの堆積状態としては、平坦であることが重要である。すなわち、シックナー底部はフロックによって一様に覆われた状態であり、この状態を保って沈降濃縮することによって、シックナーの最下部にあるスラリーの取出し口から、濃縮後のスラリーを安定して取出すことができる。もし、この一様な堆積状態がくずれて、例えば、スラリーの取出し口がシックナー上部に形成された上澄み液部分と短絡すような形で穴が発生する場合、この穴を通じて上澄み液が排出スラリーに混入するため、せっかく濃縮されたスラリーが薄められ、適切な濃度のスラリーが得られなくなってしまう。なお、このような状態が発生するのを防ぐため、堆積物を巻き上げない程度のゆっくりした速度でレーキを回転させることが広く行なわれているが、この方法では、例えば、急激にスラリーの流入量が増加するような場合、穴の発生を防ぐことができない。したがって、平坦な堆積状態を保持するためには、前記フィードウェルから前記沈降濃縮部に向かって流出するスラリーの流れを、なるべく均一に分散させることにより、偏流することを防止することが重要である。

ところが、シックナーに供給されるスラリーにおいて、前工程である湿式での粉砕工程及び篩別工程等の変動により、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合、フィードウェル内で十分な混合状態を達成するための十分な滞留時間を確保することが不可能であり、そのため、混合が不十分なまま、シックナー下部の沈降濃縮部にスラリーが到達し、上澄み液部分が取出し口と短絡するような穴を形成するという問題点があった。

この解決策として、フィードウェル内における良好な混合状態を得て、フィードウェルからの均一な流れを実現するため、パイプ状のバッフルからなるらせん型混合基を備えたフィードウェルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この混合器は、複雑な構造であるため、設備コスト及びメンテナンスコストが高く、かつ動力を必要とする。しかも、この場合、スラリー及び凝集剤を緩やかな流れでフィードウェル内に供給することが不可欠であるため、前工程の変動により、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合の問題点を解決するための手段として適用することができない。

以上の状況から、前工程である湿式での粉砕工程及び篩別工程等の変動により、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合においても、シックナーのフィードウェル内で、フィードウェルに供給されたスラリーと添加剤とが十分に混合されることと、フィードウェル内のスラリーが、シックナー内の下部の沈降部へ偏流することなく流出することとが達成される簡便な手段を備えたフィードウェルが求められている。

特表２００４−５３０５５５号公報（第１〜３頁）

本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、供給されるスラリーを沈降濃縮するシックナー内の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルであって、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合においても、該フィードウェル内で、該フィードウェルに供給されたスラリーと添加剤とが十分に混合されることと、該フィードウェル内のスラリーが、シックナー内の下部の沈降濃縮部へ偏流することなく流出することとが簡便な手段により達成されるシックナーのフィードウェルを提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために、供給されるスラリーを沈降濃縮に付すシックナー内の上澄み液部分の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルにおいて、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合の対応策ついて、鋭意研究を重ねた結果、特定の整流板を含むフィードウェルを採用してところ、沈降濃縮に付すスラリーを送入するスラリー供給管から放出されるスラリーの流れを旋回流にすることが実現され、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合においても、該フィードウェル内で、スラリーが十分に混合されることと、該フィードウェル内のスラリーが下部の沈降濃縮部へ偏流することなく流出することとが達成されることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の第１の発明によれば、供給されるスラリーを沈降濃縮に付すシックナー内の上澄み液部分の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルであって、
前記フィードウェルは、該フィードウェルの上部位置に沈降濃縮に付すスラリーを送入するスラリー供給管と、該スラリー供給管の出口から放出されるスラリーが該フィードウェルの内壁に沿った旋回流になるように、該スラリー供給管の出口の直下部に棚板状に設ける整流板を含むことを特徴とするシックナーのフィードウェルが提供される。

また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記スラリー供給管は、下記の（イ）及び（ロ）の要件を満足することを特徴とするシックナーのフィードウェルが提供される。
（イ）パイプ形状であり、その内径（Ｄ_Ｓ）は、次の式（１）を満足する。
式（１）：５≦Ｄ_Ｆ／Ｄ_Ｓ≦１０
（式中Ｄ_Ｆは、フィードウェルの内径を表す。）
（ロ）その前記フィードウェルとの接続は、接続面での出口形状が楕円形状になるように行なう。

また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、前記整流板は、下記の（ハ）〜（ヘ）の要件を満足することを特徴とするシックナーのフィードウェルが提供される。
（ハ）その形状は、前記フィードウェルの内壁に沿って密着させるための円弧辺を有する略三角形又は略四角形の板状である。
（ニ）その前記フィードウェルの中心方向への辺の長さ（Ｌ_Ｐ）は、次の式（２）を満足する。
式（２）：１≦Ｌ_Ｐ／Ｄ_Ｓ≦２
（ホ）その配置は、前記接続面での楕円形状の長径方向の一方の出口端部直下の位置を起点とし、スラリーの流れ方向にある他方の出口端部直下の位置から、次の式（３）を満足するはみ出し部分の長さ（Ｌ_Ａ）を加えた位置を終点とするように、その円弧辺を内壁に沿って密着させる。
式（３）：１／２≦Ｌ_Ａ／D_Ｓ≦２
（ヘ）その傾斜は、水平又は供給されるスラリー流れに対して下向きである。

また、本発明の第４の発明によれば、第３の発明において、前記整流板は、頂点角度が６０°で辺の長さ（Ｌ_Ｐ）が２Ｄ_Ｓである扇形の板材であることを特徴とするシックナーのフィードウェルが提供される。

また、本発明の第５の発明によれば、第１の発明において、前記整流板は、該整流板の高さ方向の位置及び傾斜を、その固定位置を変えることにより変動することができる固定用ロッドを備えることを特徴とするシックナーのフィードウェルが提供される。

また、本発明の第６の発明によれば、第１の発明において、前記フィードウェルにおいて、スラリーとともに凝集剤を送入し、スラリーに含まれる固形分のフロックを形成することを特徴とするシックナーのフィードウェルが提供される。

また、本発明の第７の発明によれば、第１〜６いずれかの発明において、前記スラリーは、非鉄金属を含有する鉱石で形成されるスラリーであることを特徴とするシックナーのフィードウェルが提供される。

本発明のシックナーのフィードウェルは、供給されるスラリーを沈降濃縮に付すシックナー内の上澄み液部分の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルであって、該スラリー供給管の出口から放出されるスラリーが該フィードウェルの内壁に沿った旋回流になるので、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合においても、該フィードウェル内で、該フィードウェルに供給されたスラリーが十分に混合されることと、該フィードウェル内のスラリーが、シックナー内の下部の沈降濃縮部へ偏流することなく流出することとが、簡便な手段により達成されるので、その工業的価値は極めて大きい。

本発明に用いるシックナーの一例を表すシックナー内の垂直方向の概略配置図である。 本発明のフィードウェルの水平方向の内部配置図の一例を表す図である。 本発明のフィードウェルの垂直方向の内部配置図の一例を表す図である。 実施例１でのスラリーの流れを示す流線図である。 実施例１でのフィードウェルからの出口での質量流束（流出の偏り）を表す図である。 比較例１でのスラリーの流れを示す流線図である。 比較例１でのフィードウェルからの出口での質量流束（流出の偏り）を表す図である。

以下、本発明のシックナーのフィードウェルを詳細に説明する。
本発明のシックナーのフィードウェルは、供給されるスラリーを沈降濃縮に付すシックナー内の上澄み液部分の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルであって、前記フィードウェルは、該フィードウェルの上部位置に沈降濃縮に付すスラリーを送入するスラリー供給管と、該スラリー供給管の出口から放出されるスラリーが該フィードウェルの内壁に沿った旋回流になるように、該スラリー供給管の出口の直下部に棚板状に設ける整流板を含むことを特徴とする。

本発明のフィードウェルとしては、供給されるスラリーを沈降濃縮に付すシックナー内の上澄み液部分の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルであり、例えば、本発明に用いるシックナーの一例を表すシックナー内の垂直方向の概略配置図（図１）に示されるように配置される。
図１において、シックナー１は、定常状態において、上部の上澄み液部分と下部の沈降濃縮部が形成されるように設計される。ここで、所望の濃度のスラリーをスラリー取出し口２から得るため、沈降濃縮部でスラリーの沈降濃縮をすすめ、一様な堆積状態を確保するためのレーキ３とその駆動のためのレーキ回転軸４が備えられている。本発明のフィードウェル５は、シックナー１内の上澄み液部分の上部で、かつレーキ回転軸４と同心円上の位置に、垂直に設けられる。その形状は、レーキ回転軸４を中心とする円筒形状のものである。なお、上記フィードウェル５は、シックナー１上部に設けられた蓋の支持材（図示していない。）等に固定されて支持される。また、前記フィードウェル５には、該フィードウェル５の上部位置に、沈降濃縮に付すスラリーを送入するスラリー供給管６、及び凝集剤等の添加剤を送入する添加剤供給管７が連結されるとともに、必要により希釈水流入口８が設けられる。さらに、前記フィードウェル５の下部位置に、該フィードウェル５からスラリーを排出する分散コーン９が設けられる。

本発明のフィードウェルにおいて、スラリー供給管の出口から放出されるスラリーがフィードウェルの内壁に沿った旋回流になるように、スラリー供給管の出口の直下部に棚板状に設ける整流板を採用することが重要な技術的意義を有する。これにより、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇する場合においても、フィードウェル内でその内壁に沿って、スラリーの強い旋回流が形成され、十分な滞留時間が保持されること、及びスラリーがフィードウェルから沈降濃縮部へ流出するとき、該旋回流の水平成分により、偏流が抑制された均一な流れが形成されることが達成される。したがって、フィードウェル内に、スラリーととともに添加剤又は希釈水が送入される場合、スラリーと添加剤又は希釈水との混合状態は良好に保持されるので、添加剤として凝集剤を用いた際、沈降性に優れたフロックの生成が実現される。

上記フィードウェルにおいて、前記スラリー供給管としては、特に限定されるものではないが、下記の（イ）及び（ロ）の要件を満足することが好ましい。これにより、より望ましい旋回流が形成される。
（イ）パイプ形状であり、その内径（Ｄ_Ｓ）は、次の式（１）を満足する。
式（１）：５≦Ｄ_Ｆ／Ｄ_Ｓ≦１０
（式中Ｄ_Ｆは、フィードウェルの内径を表す。）
（ロ）その前記フィードウェルとの接続は、接続面での出口形状が楕円形状になるように行なう。

また、上記フィードウェルにおいて、前記整流板としては、特に限定されるものではないが、下記の（ハ）〜（ヘ）の要件を満足することが好ましい。これにより、より望ましい旋回流が形成される。
（ハ）その形状は、前記フィードウェルの内壁に沿って密着させるための円弧辺を有する略三角形又は略四角形の板状である。
（ニ）その前記フィードウェルの中心方向への辺の長さ（Ｌ_Ｐ）は、次の式（２）を満足する。
式（２）：１≦Ｌ_Ｐ／Ｄ_Ｓ≦２
（ホ）その配置は、前記接続面での楕円形状の長径方向の一方の出口端部直下の位置を起点とし、スラリーの流れ方向にある他方の出口端部直下の位置から、次の式（３）を満足するはみ出し部分の長さ（Ｌ_Ａ）を加えた位置を終点とするように、その円弧辺を内壁に沿って密着させる。
式（３）：１／２≦Ｌ_Ａ／D_Ｓ≦２
（ヘ）その傾斜は、水平又は供給されるスラリー流れに対して下向きである。

すなわち、フィードウェルの上部位置に、５≦Ｄ_Ｆ／Ｄ_Ｓ≦１０の関係を満足するパイプ形状のスラリー供給管（（イ）の要件）を、フィードウェルとの接続面でのスラリー供給管出口が楕円形状になる（（ロ）の要件）ように接続することにより、前記スラリー供給管の出口からのスラリーが、フィードウェルの内壁に沿った流れを形成することができるような角度で放出する。
ここで、前記スラリー供給管の出口の直下部には、前記フィードウェルの内壁に沿って密着させるための円弧辺を有する略三角形又は略四角形の形状の整流板が、水平又は供給されるスラリー流れに対して下向きの傾斜で棚板状に設けられている（（ハ）、(ヘ）の要件）ので、スラリーは整流板上で分散してその流れ方向に広がり、フィードウェル内を一様に旋回するような流れを形成する。なお、整流板の大きさ及び配置（（ニ）、（ホ）の要件）において、はみ出し部分の長さ（Ｌ_Ａ）及び整流板の前記フィードウェルの中心方向への辺の長さ（Ｌ_Ｐ）が所定値未満では、整流板上にスラリーが乗る面積が減少し、スラリーの分散の広がりが小さくなり、下降流が生じるので強い旋回流を形成する効果が不十分である。一方、Ｌ_Ｐが所定値を超えると、整流板上にスラリーが乗る面積が増加し、整流板に過度の荷重がかかるので強度上の問題が発生する。また、Ｌ_Ａが所定値を超えると、整流板上での固形分の堆積による旋回流の減速が生じる。

上記円弧辺を有する略三角形の形状の整流板として、頂点角度が６０°で辺の長さ（Ｌ_Ｐ）が２Ｄ_Ｓである扇形の板材が好ましく用いられる。なお、ここで、はみ出し部分の長さ（Ｌ_Ａ）は、式（３）の要件を満足する。

上記整流板としては、フィードウェルの所望の高さ位置、及び所望の傾斜を持たせて配置するため、該整流板上に、該整流板の高さ方向の位置及び傾斜をその固定位置を変えることにより変動することができる固定用ロッドを備えることができる。例えば、整流板の傾斜を供給されるスラリー流れに対して下向きに１５°以内で傾斜させることにより、水平に設置した場合よりも十分な滞留時間が得られ、偏流もさらに改善される。すなわち、傾斜角度が１５°を超えると、旋回流の形成が不十分となるので好ましくない。

上記フィードウェルにおいて、前記整流板としては、必要に応じて、上記のようにスラリー供給管の出口の直下部に設置する以外に、さらにその下部に複数段になるように設けることができる。これにより、形成される旋回流が強化される。
また、必要に応じて、その板上に垂直方向に板状又は棒状のバッフルを設けることができる。例えば、バッフルとしては、前記スラリー供給管の内径（Ｄ_Ｓ）の１／２以上の高さのものが用いられ、板状バッフルでは、幅が２０〜１００ｍｍのものが用いられる。
なお、上記フィードウェルにおいて、供給されたスラリーの混合を強化するための従来手段、例えば、フィードウェル内部にバッフル板又はバッフル棒を設置することとの併用が可能である。

以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。
（実施例１）
まず、本発明のフィードウェルを、図を用いて説明する。図２は、本発明のフィードウェルの水平方向の内部配置図の一例である。また、図３は、本発明のフィードウェルの垂直方向の内部配置図の一例である。本図は、整流板が、円弧辺を有する略三角形（扇形）の形状である場合を示している。
図２、３において、フィードウェル５は、その上部位置に沈降濃縮に付すスラリーを送入するスラリー供給管６と、該スラリー供給管６の出口から放出されるスラリーが該フィードウェルの内壁に沿った旋回流になるように、該スラリー供給管６の出口の直下部に水平の棚板状に設けた整流板１０を備える。

ここで、スラリー供給管６は、その内径（Ｄ_Ｓ）が、５≦Ｄ_Ｆ／Ｄ_Ｓ≦１０（式中Ｄ_Ｆは、フィードウェルの内径を表す。）を満足するパイプ形状であり、フィードウェル５との接続面での出口形状が楕円形状になるように接続されている。また、整流板１０は、頂点角度が６０°で辺の長さ（Ｌ_Ｐ）が２Ｄ_Ｓである扇形の板材である。すなわち、その形状は、前記フィードウェルの内壁に沿って密着させるための円弧辺を有する略三角形（扇形）の板状であり、フィードウェルの中心方向への辺の長さ（Ｌ_Ｐ）は、１≦Ｌ_Ｐ／Ｄ_Ｓ≦２を満足するように製作されている。そして、整流板は、接続面での出口での楕円形状の長径方向の一方の出口端部直下の位置を起点とし、スラリーの流れ方向にある他方の出口端部直下の位置から、１／２≦Ｌ_Ａ／D_Ｓ≦２を満足するはみ出し部分の長さ（Ｌ_Ａ）を加えた位置を終点とするように、その円弧辺を内壁に沿って密着させて配置されている。
さらに、フィードウェル５の最下部には、スラリーを排出するための分散コーン９が設置されている。なお、分散コーン９としては、一般的な形状、大きさのものが使用されている。

次に、上記フィードウェルを備えたシックナーの運転について説明する。
ここで、固形成分を所定値にまで濃縮する鉱石スラリー調整工程で用いられるシックナーの操業において、シックナー内の上部でかつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェル内で、鉱石スラリー、凝集剤および希釈水とが混合され、そこからシックナー下部の沈降濃縮部へ流出する状況を調査した。
まず、フィードウェル内へ、スラリー供給管から４８０ｍ^３／Ｈのスラリーと、凝集剤供給管から３２ｍ^３／Ｈの凝集剤と、希釈水流入口から３１０ｍ^３／Ｈの希釈水とを流入させた。フィードウェル寸法としては、フィードウェルの内径（Ｄ_Ｆ）が３５００ｍｍ、高さ方向の全長が１５００ｍｍ、及びフィードウェルの内径（Ｄ_Ｆ）／スラリー供給管の内径（Ｄ_Ｓ）が８であり、また、整流板の寸法としては、頂点角度が６０°で辺の長さ（Ｌ_Ｐ）が２Ｄ_Ｓである扇形であった。
その結果、フィードウェル内で良好なフロックが形成されること、及びフィードウェル内のスラリーが、シックナー下部へ偏流することなく流出することが観察された。なお、シックナー底部の堆積部分には穴は発生しなかった。

以上の運転において得られたフィードウェル内部でのスラリーの流れを解析した結果を、図４、図５に示す。図４は、実施例１でのスラリーの流れを示す流線図である。図４より、スラリー供給管より流入したスラリーは、スラリー供給管の出口の直下に設置した整流板上で分散して扇状に広がり、フィードウェル内をほぼ一様に旋回するような流れを形成していることが分かる。すなわち、上記のような旋回流の形成により、フィードウェル内でのスラリーの滞留時間は増加してスラリーは十分に混合されるので、凝集剤との混合性は向上し、良好なフロックが形成される。しかも、フィードウェルからシックナー下部への流出時には、旋回流の水平成分が残っているため、堆積部分にスラリーが直接到達して上澄み液と取出し口とが短絡するような穴を形成することが抑制される。なお、スラリーが形成する旋回流のフィードウェル内の通過時間（滞留時間）は、２０秒であった。
また、図５は、実施例１でのフィードウェルからの出口での質量流束（流出の偏り）を表す図である。ここで、横軸は、フィードウェル出口上の角度座標を示し、縦軸は質量流束を示す。図５より、フィードウェルからシックナー下部に流出する際の流束は、スラリー供給管を含む中心角１８０°の範囲で、供給されるスラリー流れに対して下向きであり、その他の部分の平均値は３００ｋｇ／ｍ^２・ｓであることが分かる。すなわち、十分な滞留時間が得られ、かつ偏流もわずかなものである。

（実施例２）
整流板の固定用ロッドの高さを調節して、整流板の傾斜を供給されるスラリー流れに対して下向きに水平方向から５°傾斜させたこと以外は、実施例１と同様に行なった。
その結果、スラリーが形成する旋回流のフィードウェル内の通過時間（滞留時間）は、２５秒であり、フィードウェルからシックナー下部に流出する際の流束は、スラリー供給管を含む中心角１８０°の範囲で、４８０ｋｇ／ｍ^２・ｓであり、その他の部分の平均値は３２０ｋｇ／ｍ^２・ｓであることが分かった。すなわち、整流板の傾斜により、実施例１より、さらに十分な滞留時間が得られ、偏流もさらに改善される。

（比較例１）
整流板を設置しなかったこと以外は、実施例１と同様に行なった。
その結果、フィードウェル内で十分なフロックが形成されないこと、及びフィードウェル内のスラリーがシックナー下部へ流出する際、偏流することが観察された。なお、シックナー底部の堆積部分には穴が発生した。

以上の運転において得られたフィードウェル内部でのスラリーの流れを解析した結果を、図６、図７に示す。図６は、比較例１でのスラリーの流れを示す流線図である。図６より、スラリー供給管より流入したスラリーは、直ちに下降し、ほとんどがフィードウェル内に留まることなくシックナー下部へ直接流出することが分かる。なお、スラリーが形成する旋回流のフィードウェル内の通過時間（滞留時間）は、２秒であった。
また、図７は、比較例１でのフィードウェルからの出口での質量流束（流出の偏り）を表す図である。図７より、フィードウェルからシックナー下部に流出する際の流束は、スラリー供給管を含む中心角４５°の範囲で１０００ｋｇ／ｍ^２・ｓであり、その他の部分の平均値は１５０ｋｇ／ｍ^２・ｓであることが分かる。すなわち、十分な滞留時間が得られず、かつ偏流は大きなものである。

以上より明らかなように、本発明のシックナーのフィードウェルは、フィードウェル内でスラリーが十分に混合されることと、該フィードウェル内のスラリーがシックナー内の下部の沈降濃縮部へ偏流することなく流出することとが簡便な手段により達成されるので、スラリー供給量又はスラリー濃度が大きく上昇するような変動が発生しやすい、非鉄金属を含有する鉱石で形成されるスラリーを、凝集剤を添加して沈降分離する際のシックナーのフィードウェルとして好適である。

１ シックナー
２ スラリー取出し口
３ レーキ
４ レーキ回転軸
５ フィードウェル
６ スラリー供給管
７ 添加剤供給管
８ 希釈水流入口
９ 分散コーン
１０ 整流板

Claims (7)

1. 供給されるスラリーを沈降濃縮に付すシックナー内の上澄み液部分の上部で、かつレーキ回転軸と同心円上の位置に垂直に設けられた円筒形状のフィードウェルであって、
   前記フィードウェルは、該フィードウェルの上部位置に沈降濃縮に付すスラリーを送入するスラリー供給管と、該スラリー供給管の出口から放出されるスラリーが該フィードウェルの内壁に沿った旋回流になるように、該スラリー供給管の出口の直下部に棚板状に設ける整流板を含むことを特徴とするシックナーのフィードウェル。
2. 前記スラリー供給管は、下記の（イ）及び（ロ）の要件を満足することを特徴とする請求項１に記載のシックナーのフィードウェル。
   （イ）パイプ形状であり、その内径（Ｄ_Ｓ）は、次の式（１）を満足する。
   式（１）：５≦Ｄ_Ｆ／Ｄ_Ｓ≦１０
   （式中Ｄ_Ｆは、フィードウェルの内径を表す。）
   （ロ）その前記フィードウェルとの接続は、接続面での出口形状が楕円形状になるように行なう。
3. 前記整流板は、下記の（ハ）〜（ヘ）の要件を満足することを特徴とする請求項１に記載のシックナーのフィードウェル。
   （ハ）その形状は、前記フィードウェルの内壁に沿って密着させるための円弧辺を有する略三角形又は略四角形の板状である。
   （ニ）その前記フィードウェルの中心方向への辺の長さ（Ｌ_Ｐ）は、次の式（２）を満足する。
   式（２）：１≦Ｌ_Ｐ／Ｄ_Ｓ≦２
   （ホ）その配置は、前記接続面での楕円形状の長径方向の一方の出口端部直下の位置を起点とし、スラリーの流れ方向にある他方の出口端部直下の位置から、次の式（３）を満足するはみ出し部分の長さ（Ｌ_Ａ）を加えた位置を終点とするように、その円弧辺を内壁に沿って密着させる。
   式（３）：１／２≦Ｌ_Ａ／D_Ｓ≦２
   （ヘ）その傾斜は、水平又は供給されるスラリー流れに対して下向きである。
4. 前記整流板は、頂点角度が６０°で辺の長さ（Ｌ_Ｐ）が２Ｄ_Ｓである扇形の板材であることを特徴とする請求項３に記載のシックナーのフィードウェル。
5. 前記整流板は、該整流板の高さ方向の位置及び傾斜を、その固定位置を変えることにより変動することができる固定用ロッドを備えることを特徴とする請求項１に記載のシックナーのフィードウェル。
6. 前記フィードウェルにおいて、スラリーとともに凝集剤を送入し、スラリーに含まれる固形分のフロックを形成することを特徴とする請求項１に記載のシックナーのフィードウェル。
7. 前記スラリーは、非鉄金属を含有する鉱石で形成されるスラリーであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシックナーのフィードウェル。

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