JP2019156654A - 晶析設備および晶析方法 - Google Patents
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Description
第2発明の晶析設備は、第1発明において、前記温度調整装置は前記混合液を冷却する冷却装置であることを特徴とする。
第3発明の晶析設備は、第1発明において、前記温度調整装置は前記混合液を加熱する加熱装置であることを特徴とする。
第4発明の晶析設備は、第1、第2または第3発明において、前記原液は硫酸ニッケル水溶液であることを特徴とする。
第5発明の晶析方法は、晶析対象成分の溶液である原液と、母液と、規格外の粒径を有する規格外結晶とを混合槽で混合し、前記混合槽から抜き出した混合液を晶析装置に供給し、該混合液から晶析対象成分を晶析し、前記晶析装置から抜き出したスラリーを結晶と前記母液とに固液分離し、固液分離により得られた前記結晶を、規格内の粒径を有する規格内結晶と前記規格外結晶とに分級し、固液分離により得られた前記母液を前記混合槽に供給し、分級により得られた前記規格外結晶を前記混合槽に供給し、前記混合槽内の前記混合液の温度を調整することを特徴とする。
第6発明の晶析方法は、第5発明において、前記混合槽内の前記混合液を冷却することを特徴とする。
第7発明の晶析方法は、第5発明において、前記混合槽内の前記混合液を加熱することを特徴とする。
第8発明の晶析方法は、第5、第6または第7発明において、前記原液は硫酸ニッケル水溶液であることを特徴とする。
第2発明によれば、冷却装置により混合液の温度を低くできる。混合液に含まれる規格外結晶の溶解が抑制され、晶析装置に供給される種晶の数を増やすことができ、スケールの発生を抑制できる。
第3発明によれば、加熱装置により混合液の温度を高くできる。混合液に含まれる規格外結晶の溶解が促進され、晶析装置に供給される種晶の数を減らすことができ、晶析装置から排出されるスラリー中の結晶の粒径を大きくすることができる。
第4発明によれば、硫酸ニッケル結晶の製造において、スケールの発生を抑制でき、また、適正な粒径の結晶を効率よく製造できる。
第5発明によれば、混合液の温度を低くすれば規格外結晶の溶解が抑制され、晶析装置に供給される種晶の数を増やすことができ、スケールの発生を抑制できる。混合液の温度を高くすれば規格外結晶の溶解が促進され、晶析装置に供給される種晶の数を減らすことができ、晶析装置から排出されるスラリー中の結晶の粒径を大きくすることができる。
第6発明によれば、混合液に含まれる規格外結晶の溶解が抑制され、晶析装置に供給される種晶の数を増やすことができ、スケールの発生を抑制できる。
第7発明によれば、混合液に含まれる規格外結晶の溶解が促進され、晶析装置に供給される種晶の数を減らすことができ、晶析装置から排出されるスラリー中の結晶の粒径を大きくすることができる。
第8発明によれば、硫酸ニッケル結晶の製造において、スケールの発生を抑制でき、また、適正な粒径の結晶を効率よく製造できる。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る晶析設備1および晶析方法は、原液を用いて晶析し、製品としての結晶を製造する設備および方法である。原液は晶析対象成分の溶液であれば特に限定されない。溶液には水溶液のほか有機溶媒溶液も含まれる。晶析は、化学工業、製薬工業などで広く行なわれている分離操作の一つである。晶析対象成分として、例えば、硫酸ニッケル、硫酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、カプロラクタム、トレハロースなどが挙げられる。以下、原液として硫酸ニッケル水溶液を用いる場合を例に説明する。
晶析設備1は混合槽11と晶析装置12とを備えている。混合槽11には原液と後述の母液および規格外結晶とが供給される。混合槽11において原液、母液、および規格外結晶を混合し、混合液を得る。混合槽11から排出された混合液は晶析装置12に供給される。
晶析設備1の操業を継続するにしたがい、晶析装置12の内壁、熱交換器13の伝熱面などに結晶が固着する。このようなスケールが発生した場合、晶析設備1の操業を停止してスケールを除去する必要がある。スケールの除去は洗缶操作により行なわれる。洗缶操作は晶析装置12内へ温水を供給して液温を上昇させつつ撹拌を行なう操作である。固着した結晶を洗缶操作により溶解し除去できる。
一方、晶析装置12に供給される種晶の数が多すぎると、溶液中の溶質が多数の種晶の成長に供されることとなるため、個々の種晶が適正な粒径まで成長するのに長時間を要する。換言すれば、個々の種晶の成長が抑制され、晶析装置12から排出される結晶の粒径が小さくなる。
温度調整装置17として、専ら混合液を冷却するのに用いられる冷却装置を用いてもよい。この種の冷却装置として蛇管式熱交換器、ジャケット式熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器などの熱交換器に冷媒を通過させる構成が挙げられる。冷媒として、水のほか、冷却されたエチレングリコールなどを用いることができる。また、冷却装置として、例えば、一般的な空冷式の冷却塔などを用いてもよい。混合液の温度調整を行なわない状態においてスケールが発生しやすい場合には、温度調整装置17として冷却装置を用いればよい。
図1に示す晶析設備1を用いて、硫酸ニッケル水溶液から硫酸ニッケル結晶を得る操業を行なった。熱交換器13としてシェルアンドチューブ式熱交換器を用いた。熱交換器13に熱媒体として蒸気を供給した。熱交換器13に供給する蒸気の流量を一定とした。スケールが発生した時点で晶析設備1の操業を一時停止し、洗缶操作を行なった。スケールの発生は熱交換器13前後のスラリーの温度差ΔTが5℃以上となったことにより判断した。
11 混合槽
12 晶析装置
13 熱交換器
14 固液分離装置
15 乾燥機
16 分級装置
17 温度調整装置
Claims (8)
- 晶析対象成分の溶液である原液と、母液と、規格外の粒径を有する規格外結晶とを混合する混合槽と、
前記混合槽から排出された混合液が供給され、該混合液から晶析対象成分を晶析する晶析装置と、
前記晶析装置から排出されたスラリーを結晶と前記母液とに固液分離する固液分離装置と、
前記固液分離装置で得られた前記結晶を、規格内の粒径を有する規格内結晶と前記規格外結晶とに分級する分級装置と、
前記混合槽内の前記混合液の温度を調整する温度調整装置と、を備え、
前記固液分離装置で得られた前記母液は前記混合槽に供給され、
前記分級装置で得られた前記規格外結晶は前記混合槽に供給される
ことを特徴とする晶析設備。 - 前記温度調整装置は前記混合液を冷却する冷却装置である
ことを特徴とする請求項1記載の晶析設備。 - 前記温度調整装置は前記混合液を加熱する加熱装置である
ことを特徴とする請求項1記載の晶析設備。 - 前記原液は硫酸ニッケル水溶液である
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の晶析設備。 - 晶析対象成分の溶液である原液と、母液と、規格外の粒径を有する規格外結晶とを混合槽で混合し、
前記混合槽から抜き出した混合液を晶析装置に供給し、該混合液から晶析対象成分を晶析し、
前記晶析装置から抜き出したスラリーを結晶と前記母液とに固液分離し、
固液分離により得られた前記結晶を、規格内の粒径を有する規格内結晶と前記規格外結晶とに分級し、
固液分離により得られた前記母液を前記混合槽に供給し、
分級により得られた前記規格外結晶を前記混合槽に供給し、
前記混合槽内の前記混合液の温度を調整する
ことを特徴とする晶析方法。 - 前記混合槽内の前記混合液を冷却する
ことを特徴とする請求項5記載の晶析方法。 - 前記混合槽内の前記混合液を加熱する
ことを特徴とする請求項5記載の晶析方法。 - 前記原液は硫酸ニッケル水溶液である
ことを特徴とする請求項5、6または7記載の晶析方法。
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