JP2989018B2 - 連続湿式向流分級装置 - Google Patents

連続湿式向流分級装置

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JP2989018B2
JP2989018B2 JP3007224A JP722491A JP2989018B2 JP 2989018 B2 JP2989018 B2 JP 2989018B2 JP 3007224 A JP3007224 A JP 3007224A JP 722491 A JP722491 A JP 722491A JP 2989018 B2 JP2989018 B2 JP 2989018B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続湿式向流分級器の
改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】粒子群をそれぞれの粒子の大きさ(粒
度)の差によって分離する分級は染料、化粧品、薬剤、
セメント、セラミック、樹脂等各種の粒体を取り扱う工
業において重要な操作である。従来の分級技術は大気中
で行なう乾式法と、液中で粒子の沈降速度の差によって
行なう湿式法に大別することが出来る。乾式分級法は処
理能力は大きいが、粒子の自由度が大きく大小粒子は混
りやすく、さらに、粒子の表面エネルギーにより湿式法
に比して凝集粒子となりやすいため精度の高い分級は期
待できない。
【0003】湿式分級法は静的分級器、機械分級器、遠
心分級器、向流分級器等があるが、静的重力沈降と溢液
によって分級する静的分級器は、分級効率が低く、しか
もフィードの変動により分級点が変わりやすいという欠
点がある。機械力によってかき出す構造の機械分級器は
広い粒度分布の分級用であって、分級効率が低いという
欠点がある。遠心力を利用することによって分級の分離
力を強めた遠心分級器は、遠心力が停止する際に液体の
乱れを生じ精度が低下し、また、分離径の制御が困難な
欠点がある。垂直又は斜め上向きの液流(整流または脈
動流)の干渉によって、細かい粒子を溢流させ粗い粒子
を沈降させて分級する向流分級器は比較的分級効率は高
いが、流体注入への際の乱流により分級効率が低下する
ため、精密な分級をするためには、分級部の単位面積あ
たりの処理能力を低く抑える必要があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、流体圧
入の際の乱流を防止する方法について鋭意検討した結
果、分級効率・処理能力共に高い分級器を見い出し本発
明を完成した。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下方よ
り順次に、(a)最下部に向流供給口をもつ逆錐形の向
流整流部、(b)スラリー排出口をもつ筒形のスラリー
排出部、(c)筒形の分級部、並びに(d)スラリー供
給口及びスラリーオーバーフロー口をもつ実質的に筒形
のスラリー供給部を接続してなり、向流整流部、スラリ
一排出部、分級部及びスラリー供給部のそれぞれの横断
面の重心を結ぶ線が実質的に鉛直線を形成している向流
分級器において、スラリー供給部の高さが分級部の横断
面の面積と等しい面積の円の直径の1〜2倍であり、か
スラリー供給部の横断面積が分級部の横断面積の1.
2倍以上であることを特徴とする連続湿式向流分級装置
に存する。
【0006】本発明の分級器の一例を図1に示す。図1
は本発明の分級器の概略説明図であり、図中lは向流供
給口、2はスラリー排出口、3はスラリー供給口、4は
スラリーオーバーフロー口、5は向流整流部、6はスラ
リー排出部、7は分級部、8はスラリー供給部をそれぞ
れ示す。図2は従来の分級器の概略説明図である。
【0007】図1に示すように本発明の分級器は、下方
より順次最下部に向流供給口1をもつ逆錐形の向流整流
部5、スラリー排出口2をもつ筒形のスラリー排出部
6、筒形の分級部7、並びにスラリー供給口3及びスラ
リーオーバーフロー口4をもつ実質的に筒形のスラリー
供給部8を備えている。本発明の分級器の各部の横断面
の形状は円が最も好ましいが楕円、正多角形、多角形等
でも構わない。また、各部の横断面の重心を結ぶ線は実
質的に鉛直線を形成しているが、多少の、例えば5°程
度までの傾きはあっても構わない。スラリー排出部6と
分級部7の横断面積は実質的に等しいことが好ましい
が、スラリー排出部6と分級部7の各高さにおいて、上
部の横断面積が下部の横断面積より大きくても構わな
い。この場合、以下の「分級部の横断面積」とは分級部
7の上端の横断面積を言う。スラリー供給部8の横断面
積は分級部7の横断面積の1.2倍以上であり好ましく
は、1.5〜3.0倍である。スラリー供給部8のこの
ような形状により供給スラリーによる外乱を防止するこ
とができる。断面積が1.2倍未満の場合は、分級効率
・分級部7の単位面積あたりの処理能力が低下し、特に
大型装置では、分級効率の低下が顕著である。3.0倍
より大きい場合も分級効率・処理能力は低下しない。た
だし設備が大きくなるため経済的には必ずしも好ましく
ない。
【0008】最下部に向流供給口1をもつ向流整流部5
は逆錐形であり、その頂角の角度は5°〜30°が好ま
しく、最も好ましくは15°〜25°である。向流整流
部5をこのような形状にすることにより向流による外乱
を防止することができる。頂角の角度が30°より大き
い場合は向流を整流するのが難かしくなり好ましくな
く、5°より小さい場合は向流は整流できるが分級器の
高さが高くなるため経済的観点から好ましくない。向流
は実質的に粒子がないものが好ましいが、循環液を用い
る場合等、わずかの粒子があっても構わない。
【0009】また、向流の流量は、分離しようとする粒
子の沈降速度により決まり、理論的には、分級部7の横
断面を基準とした空搭速度が、分離しようとする最大粒
子の粒子群の沈降速度と等しくなるようにすることが最
も好ましいと考えられるが、過常は分離しようとする最
大粒子の粒子群の沈降速度の1倍〜3倍の間で用いられ
る。向流流量がこれより小さい場合は分級効率が低下し
好ましくなく、また向流流量がこれより大きい場合は、
スラリー排出部のスラリー濃度が低下することにより分
級部7の単位面積あたりの処理能力が低下し好ましくな
い。向流供給口1の形状は特に限定しないが、円または
多角形が好ましく、その断面積は、向流流量によってき
まり、最も一般的にもちいられる大きさで構わない。
【0010】スラリー排出口2の位置は特に限定しない
が、向流整流部5の上方、スラリー排出部の横断面の面
積と等しい面積の円の直径の通常2倍以下、好ましくは
1.5倍以下、より好ましくは1.0倍以下であること
が好ましく、第1図のように、中央下向の配置が最も好
ましい。スラリー排出口2の形状は特に限定しないが、
円が最も好ましく、その断面積は、スラリーの運搬が可
能な大きさであればよく、断面積が大きすぎる場合は排
出管内の線速度が低下することによりスラリーの排出時
に粒子が閉塞するおそれがあり好ましくない。またスラ
リー排出口2の数はl点でもよく多点でも構わない。
【0011】スラリーの排出流量は小さい程分級効率は
高いが処理能力が小さくなるため好ましくなく、分級効
率の許される範囲でできる限り大きくする必要がある。
スラリー排出部6及び分級部7の断面積は実質的に同等
であり、その大きさは分級装置の処理能力によりきめら
れるが、断面積が大きくなる程分級効率が低下するた
め、必要最小限の大きさにとどめることが望ましい。ま
た、断面積が大きい場合は、適宜整流板等の内部装置を
備えて、向流の均一化を図ることも考えられる。
【0012】スラリー供給部8の下部は分級部7との接
続のため縮径されるが、適宜の傾斜を持たせるのが粒子
の滞留を防止する上で良い。傾斜の角度は粒子の液中で
の安息角より大きいことが好ましいが、スラリーの流動
により滞留が防止されるのでこれ以下であっても良い。
スラリー供給部8はこのように下部が縮径されるが、こ
のような構造を含め、実質的に筒形と云う。スラリー供
給部の高さは分級部7の横断面の面積と等しい面積
の円の直径の1〜2倍である。スラリー供給口3、スラ
リーオーバーフロー口4の位置も特に限定しないが、第
1図に示すように、スラリー供給口3が側面、スラリー
オーバーフロー口4が上面に位置するのが好ましい。ス
ラリー供給口3や、オーバーフロー口4の形状は特に限
定しないが、円または長方形等の多角形が最も好ましく
その断面積はスラリーの運搬に問題ない大きさであれば
よい。
【0013】スラリーの供給流量は処理量以上の粒子を
供給すればよいが通常は処理量の2倍以上の粒子を供給
する運転条件で運転される。このことにより供給される
スラリーの流量濃度が変動しても安定した分級をするこ
とができる。スラリー排出口2からスラリー供給口3ま
での高さは、分級部7の横断面の面積と等しい面積の円
の直径の2倍以上であり、好ましくは3〜6倍である。
2倍未満では分級効率が低くなり好ましくなく、6倍よ
り大きい場合は装置が巨大化し、経済的に好ましくな
い。
【0014】本発明の分級装置で分級するスラリーは特
に限定されるものではないが、比較的沈降速度が速い粒
子と液の組み合せが好適である。
【0015】
【実施例】以下、本発明装置をガラスビーズ−水系の分
級に適用した実施例により、さらに説明するが、本発明
はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるも
のではない。以下の測定値は下記の方法に準拠して測定
した。尚、本例は、粒径75μ〜600μの比重2.4
〜2.5の真球状のガラスビーズを用いた。 ・スラリー濃度 スラリー供給管・スラリー排出管よりそれぞれサンプリ
ングし、スラリー濃度は重量分率により求めた。 ・流量 向流流量は面積式流量計により、スラリー供給量・スラ
リー排出量は電磁流量計により測定した。
【0016】・分級効率 スラリー供給管・スラリー排出管よりサンプリングした
粒子を篩い振盪器で篩い分けし、Rosin−Ramm
ler線図にプロットして平均粒径、粒径分布、n項
(粒径分布のシャープさを表す尺度n値が大きいほどシ
ャープ。)を求め、スラリー排出管よりサンプリングし
た粒子において、平均粒径に0.7をかけた粒径より、
小さい粒径の重量分率をA%とし、スラリー供給管より
サンプリングした粒子において、スラリー排出管よりサ
ンプリングした粒子の平均粒径に0.7をかけた粒子径
より小さい粒径の重量分率をB%とし
【0017】
【数l】
【0018】の式で分級効率を求めた。
【0019】実施例1 図1に示した構造の分級器を用いた、各部の寸法は以下
の通りであり、各部の横断面は円形である。 a:600mm、b:600mm、c:400mm、
d:353mm、e:1600mm、f:300mm、
g:200mm、α:20°。 スラリー供給量:17.3m /h、向流供給量:1
5.0m /h、スラリー排出量:6.3m /h、
温度:20℃の条件で運転した。供給スラリーのスラリ
ー濃度:28.1wt%(重量%)、粒子の平均粒径:
330μ、n項:4.1であり排出スラリーのスラリー
濃度:43.9wt%、粒子の平均粒径:380μ、n
項:8.1であり分級効率:85.8%、処理能力:
8.6T/hであった。
【0020】実施例2 実施例1で用いたのと同じ分給器を用い、スラリー供給
量:18.5m /h、向流供給量:14.9m
h、スラリー排出量:9.0m /h、温度:20℃
の条件で運転した。供給スラリーのスラリー濃度:2
6.5wt%粒子の平均粒径:320μ、n項:3.3
であり、排出スラリーのスラリー濃度:40.7wt
%、平均粒径:380μ、n項:6.5であり分級効
率:79.0%、処理能力:11.9T/hであった。
【0021】実施例3 図1に示した構造の分級器を用いた、各部の寸法は以下
の通りであり、各部の横断面は円形である。 a:600mm、b:600mm、c:400mm、
d:353mm、e:450mm、f:300mm、
g:200mm、α:20°。
【0022】スラリー供給量:17.1m /h、向
流供給量:14.5m /h、スラリー排出量:8.
9m /h、温度:20℃の条件で運転した。供給ス
ラリーのスラリー濃度:23.1wt%粒子の平均粒
径:285μ、n項:3.6であり排出スラリーのスラ
リー濃度:43.7wt%粒子の平均粒径:370μ、
n項:6.5であり、分級効率:83.0%、処理能
力:12.0T/hであった。
【0023】比較例1 図2に示した構造の分級器を用いた、各部の寸法は以下
の通りであり、各部の横断面は円形である。 c’:400mm、d’:200mm、e’:1600
mm、f’:300mm、α’:20°。 スラリー供給量:18.0m /h、向流供給量:1
5.0m /h、スラリー排出量:6.5m /h、
温度:20℃で運転した。供給スラリーのスラリー濃度
は40.0wt%粒子の平均粒径は350μ、n項は
4.9であり排出スラリーのスラリー濃度:33.9w
t%、粒子の平均粒径:380μ、n項:5.8であ
り、分級効率:49.3%、処理能力:8.2T/hで
あった。
【0024】比較例2 比較例1で用いたと同じ、分級器を用いスラリーの供給
量:18.0m /h、向流供給量:10.4m
h、スラリー排出量:2.4m /h、温度:20℃
で運転した。供給スラリーのスラリー濃度:34.7w
t%、粒子の平均粒径:375μ、n項:3.9であり
排出スラリーのスラリー濃度は48.9wt%、粒子の
平均粒径:405μ、n項:8.4であり、分級効率:
83.6%、処理能力:3.4T/hであった。
【0025】比較例3 図1に示した構造の分級器を用いた。各部の寸法は以下
の通りであり、各部の横断面は円形である。 a:600mm、b:150mm、c:400mm、
d:103mm、e:1350mm、f:300mm、
g:150mm、α:20°。 スラリー供給量:17.9m /h、向流供給量:1
4.9m /h、スラリー排出量:6.5m /h、
温度:20℃で運転した。供給スラリーのスラリー濃
度:29.5wt%、粒子の平均粒径:350μ、n
項:3.9であり、排出スラリーのスラリー濃度:4
2.5wt%、粒子の平均粒径:370μ、n項:4.
9であり、分級効率:40.2%、処理能力:9.0T
/hであった。
【0026】
【発明の効果】スラリー供給部の横断面積を分級部の
断面積の1.2倍以上とし、かつスラリー供給部の高さ
を分級部の横断面の面積と等しい面積の円の直径の1〜
2倍とすることにより流体注入の際の乱流を防止し、分
級効率・処理能力共に高い分級器が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の概略説明図
【図2】従来の装置の概略説明図
【符号の説明】
1 向流供給部 2 スラリー排出口 3 スラリー供給口 4 オーバーフロー口
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−42354(JP,A) 特開 昭50−16966(JP,A) 実開 昭55−61431(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B03B 1/00 - 13/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下方より順次に、(a)最下部に向流供給
    口をもつ逆錐形の向流整流部、(b)スラリー排出口を
    もつ筒形のスラリー排出部、(c)筒形の分級部、並び
    に(d)スラリー供給口及びスラリーオーバーフロー口
    をもつ実質的に筒形のスラリー供給部を接続してなり、
    向流整流部、スラリー排出部、分級部及びスラリー供給
    部のそれぞれの横断面の重心を結ぶ線が実質的に鉛直線
    を形成している向流分級器において、スラリー供給部の
    高さが分級部の横断面の面積と等しい面積の円の直径の
    1〜2倍であり、かつスラリー供給部の横断面積が分級
    部の横断面積の1.2倍以上であることを特徴とする連
    続湿式向流分級装置。
  2. 【請求項2】 向流整流部の頂角の角度が5°〜30°で
    あることを特徴とする請求項1に記載の連続湿式向流分
    級装置。
  3. 【請求項3】 スラリー排出口からスラリー供給口までの
    高さは、分級部の横断面の面積と等しい面積の円の直径
    の2倍以上であることを特徴とする請求項1または2に
    記載の連続湿式向流分級装置。
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EA200300182A1 (ru) * 2000-07-21 2003-06-26 Дзе Исизука Рисерч Инститьют, Лтд. Монокристаллический тонкий алмазный порошок, имеющий узкое распределение частиц по размерам, и способ его получения
JP5511261B2 (ja) * 2009-08-19 2014-06-04 宇部マテリアルズ株式会社 分級装置
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