JP7378253B2 - Grinding method - Google Patents

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Description

本発明は、遠心式のセパレータを備えるメディア撹拌型の粉砕機に関し、処理物スラリー中の固体粒子を微粒子とするための粉砕処理システム、粉砕機及び粉砕処理方法に関する。 The present invention relates to a media agitation type pulverizer equipped with a centrifugal separator, and relates to a pulverization system, a pulverizer, and a pulverization method for turning solid particles in a slurry of processed material into fine particles.

メディアを用いる湿式粉砕機は、プリンター用インク、塗料、重合トナー、カラーレジスト、セラミックス微粒子、酸化チタン、金属粉末、医薬品などの広い分野において用いられている。なお、本明細書では、凝集した粒子を解す分散処理を含めて「粉砕処理」と総称することにする。 Wet crushers using media are used in a wide range of fields, including printer inks, paints, polymerized toners, color resists, ceramic particles, titanium oxide, metal powders, and pharmaceuticals. In this specification, the term "pulverization treatment" includes the dispersion treatment for breaking up aggregated particles.

特許文献1には、処理物スラリーを微粉砕処理するメディア撹拌型の粉砕機が記載されている。この粉砕機では、円筒状の粉砕容器の一端側壁から管状の回転軸が挿通され、この回転軸には、粉砕容器の内部を撹拌する撹拌部材及び遠心式のセパレータが取り付けられている。さらに粉砕容器は、外周に冷却用のジャケットを備えており、ジャケット内に冷却媒体を流すことで粉砕容器内の処理物を冷却することができる。
ここで、処理物スラリーは、粉砕容器の一端側壁から供給され、容器内で粉砕処理を受けた後にメディアと分離されて、回転軸の管内から排出される。
Patent Document 1 describes a media stirring type pulverizer that pulverizes a slurry of a processed material. In this crusher, a tubular rotating shaft is inserted through the side wall of one end of a cylindrical crushing container, and a centrifugal separator and a stirring member for stirring the inside of the crushing container are attached to this rotating shaft. Furthermore, the crushing container is equipped with a cooling jacket on the outer periphery, and the processed material in the crushing container can be cooled by flowing a cooling medium into the jacket.
Here, the processed material slurry is supplied from one end side wall of the pulverization container, undergoes pulverization treatment within the container, is separated from the media, and is discharged from the inside of the tube of the rotating shaft.

メディア撹拌型の粉砕機では、粉砕処理後の固体粒子の粒度が、使用されるメディアの直径によって決まるという性質がある。すなわち、要求される製品粒度が小さくなると、使用されるメディアの粒径も小さくなる。特許文献1では、直径が0.03~0.1mmのメディアを使用してナノオーダーの微粒子に処理している。 A media agitation type pulverizer has the property that the particle size of solid particles after pulverization is determined by the diameter of the media used. That is, as the required product particle size decreases, the particle size of the media used also decreases. In Patent Document 1, a medium having a diameter of 0.03 to 0.1 mm is used to process particles into nano-order particles.

しかし、このような粉砕機には、粉砕比をあまり大きくすることができないという問題があった。粉砕比とは、原料粒子と製品粒子の粒径の比である。
粒度分布については後述するが、理想的な粉砕処理が行われた場合には、製品粒子は鋭いピークを備えるシャープな粒度分布になる。逆に、不適切な粉砕処理が行われた場合には、2つのピークを備えるブロードな粒度分布の製品粒子となってしまう。
However, such a crusher has a problem in that the crushing ratio cannot be increased very much. The grinding ratio is the ratio of the particle sizes of raw material particles and product particles.
The particle size distribution will be described later, but if ideal pulverization is performed, the product particles will have a sharp particle size distribution with sharp peaks. On the other hand, if inappropriate pulverization is performed, product particles will have a broad particle size distribution with two peaks.

粉砕処理後の粒度分布が2つのピークを備えるということは、1回の粉砕処理では充分な製品粒子にすることができず、2段処理が必要であることを示している。
すなわち、1段目で直径の大きなメディアを使用して粉砕処理を行い、その処理で得られたスラリーを、2段目で直径の小さなメディアを使用して再び粉砕処理を行うという2段処理になる。
The fact that the particle size distribution after the pulverization treatment has two peaks indicates that sufficient product particles cannot be obtained by one pulverization treatment, and a two-stage treatment is necessary.
In other words, in the first stage, a large diameter media is used to perform the pulverization process, and the slurry obtained from that process is then pulverized again in the second stage, using a small diameter media. Become.

図10に、2段処理を行う粉砕処理システム200の概略構成を示した。
粉砕処理システム200は、2台のメディア撹拌型の粉砕機111,112を備えるとともに、2台のポンプ181,182とホールディングタンク160とを備えている。
粉砕機111,112は、撹拌による発熱を除去するために、粉砕容器111a,112aの外側に冷却用のジャケットを備え、冷却媒体を流すためのライン196,197,198,199が接続されている。
FIG. 10 shows a schematic configuration of a pulverization processing system 200 that performs two-stage processing.
The pulverization processing system 200 includes two media agitation type pulverizers 111 and 112, two pumps 181 and 182, and a holding tank 160.
The crushers 111 and 112 are equipped with cooling jackets on the outside of the crushing containers 111a and 112a in order to remove heat generated by stirring, and are connected to lines 196, 197, 198, and 199 for flowing a cooling medium. .

そして、撹拌機161を備えるホールディングタンク160には原料スラリーが投入され、一方の粉砕機111には大きなメディア(例えば、直径が0.5mm)が充填され、他方の粉砕機112には小さなメディア(例えば、直径が0.1mm)が充填される。
1段目の粉砕処理は、粉砕機111、ポンプ181及びホールディングタンク160を用いて行われ、この処理が完了した後に2段目の粉砕処理が行われる。
2段目の粉砕処理は、粉砕機112、ポンプ182及びホールディングタンク160を用いて行われる。
Then, the raw material slurry is put into a holding tank 160 equipped with an agitator 161, one pulverizer 111 is filled with large media (for example, 0.5 mm in diameter), and the other pulverizer 112 is filled with small media ( For example, a diameter of 0.1 mm) is filled.
The first-stage crushing process is performed using the crusher 111, the pump 181, and the holding tank 160, and after this process is completed, the second-stage crushing process is performed.
The second-stage crushing process is performed using the crusher 112, pump 182, and holding tank 160.

一方、特許文献2には、循環ライン中に冷却器のような機器を置いた場合に、スラリー中の固体粒子が機器の中で沈降・付着する問題や圧力損失が上昇する問題を解決した粉砕処理システムが記載されている。 On the other hand, Patent Document 2 discloses a pulverizer that solves the problem of solid particles in slurry settling and adhering inside the equipment and the problem of increased pressure loss when equipment such as a cooler is placed in the circulation line. The processing system is described.

特開2007-229686号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-229686 特開2017-192876号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-192876

しかしながら、上述したような2段処理を行う粉砕処理システム200では、2台の粉砕機111,112を使用するために設備が高価になる。また、同様の粉砕処理を2回行うために、粉砕処理に要する時間が長くなり、処理の準備に要する時間、清掃やメンテナンスに要する時間も長くなる。 However, in the crushing system 200 that performs the two-stage process as described above, the equipment becomes expensive because two crushers 111 and 112 are used. Furthermore, since the same pulverization process is performed twice, the time required for the pulverization process becomes longer, and the time required for preparation for the process and the time required for cleaning and maintenance also become longer.

そこで、本発明は、1段の処理で大きな粉砕比を得ることができる安価な粉砕処理システム、粉砕機及び粉砕処理方法を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive pulverization system, a pulverizer, and a pulverization method that can obtain a large pulverization ratio in one stage of processing.

前記目的を達成するために、本発明の粉砕処理システムは、スラリー中の固体粒子をメディア撹拌型の粉砕機を用いて微細化する粉砕処理システムであって、円筒状の樹脂製の粉砕容器を有するメディア撹拌型の粉砕機と、循環ポンプを有する循環ラインを介して前記粉砕機に接続される処理物のホールディングタンクと、前記処理物を冷却するためにポンプを有する冷却ラインを介して前記ホールディングタンクに接続される冷却器とを備え、前記粉砕機には、前記粉砕容器の一端側壁を挿通して設けられる管状の回転軸に、前記処理物とメディアとを撹拌する撹拌部材と、前記固体粒子と前記メディアとを分離するセパレータとが取り付けられていて、前記撹拌部材の外周速度は20m/秒を超える速度に設定可能であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the pulverization processing system of the present invention is a pulverization processing system that pulverizes solid particles in a slurry using a media agitation type pulverizer, and includes a cylindrical resin pulverization container. a holding tank for the processed material connected to the grinder via a circulation line having a circulation pump; a cooler connected to a tank, and the crusher includes a stirring member for stirring the processed material and media, and a stirring member for stirring the processed material and the media, and a stirring member for stirring the processed material and the media, and a tubular rotating shaft inserted through the side wall of one end of the crushing container. A separator is attached to separate the particles from the media, and the outer peripheral speed of the stirring member can be set to a speed exceeding 20 m/sec.

また、粉砕機の発明は、スラリー中の固体粒子を微細化するメディア撹拌型の粉砕機であって、円筒状の粉砕容器と、前記粉砕容器の一端側壁を挿通して設けられる管状の回転軸と、前記回転軸に取り付けられる処理物とメディアとを撹拌する撹拌部材及び前記固体粒子と前記メディアとを分離するセパレータとを備え、前記粉砕容器が樹脂製であることを特徴とする。
ここで、前記撹拌部材及び前記セパレータも樹脂製とすることができる。
The invention of a crusher is also a media agitation type crusher that atomizes solid particles in a slurry, which includes a cylindrical crushing container and a tubular rotating shaft inserted through a side wall of one end of the crushing container. and a stirring member attached to the rotating shaft to stir the processed material and the media, and a separator to separate the solid particles from the media, and the grinding container is made of resin.
Here, the stirring member and the separator may also be made of resin.

さらに、粉砕処理方法の発明は、スラリー中の固体粒子を上記の粉砕処理システムの前記粉砕機を用いて微細化する粉砕処理方法であって、前記ホールディングタンクに投入された処理物と前記粉砕機に充填されたメディアとを、前記撹拌部材の外周速度が20m/秒を超える速度で高速回転させて撹拌するステップと、前記冷却ラインで送られた前記処理物を前記冷却器で冷却して前記ホールディングタンクに戻すステップとを繰り返すことを特徴とする。
ここで、前記粉砕機における前記処理物の平均滞留時間を、60秒以下として処理することが好ましい。
Furthermore, the invention of a pulverization processing method is a pulverization processing method in which solid particles in a slurry are pulverized using the pulverizer of the above pulverization processing system, the processing material being put into the holding tank and the pulverizer a step of stirring the media filled with the material by rotating it at high speed at a peripheral speed of the stirring member exceeding 20 m/sec; cooling the processed material sent through the cooling line with the cooler; The method is characterized by repeating the step of returning to the holding tank.
Here, it is preferable that the average residence time of the processed material in the pulverizer is 60 seconds or less.

このように構成された本発明の粉砕処理システムは、円筒状の樹脂製の粉砕容器を有するメディア撹拌型の粉砕機を備え、粉砕容器内を撹拌する撹拌部材の外周速度を20m/秒を超える速度に設定することができる。また、処理物を冷却するための冷却器が、ポンプを有する冷却ラインを介してホールディングタンクに接続されている。 The pulverization processing system of the present invention configured as described above includes a media agitation type pulverizer having a cylindrical resin pulverization container, and the outer circumferential speed of the stirring member that stirs the inside of the pulverization container exceeds 20 m/sec. speed can be set. Further, a cooler for cooling the processed material is connected to the holding tank via a cooling line having a pump.

このように冷却ラインを介して接続される冷却器を備えていれば、撹拌部材を高速回転させて熱が発生しても効率的に除去することが可能で、1段の処理で大きな粉砕比を得ることができるようになる。また、1段の処理でシステムを簡略化したことにより、設備費及び運転費を大きく低減することが可能になる。さらに、樹脂製の粉砕容器であれば、安価に製作することができる。 If equipped with a cooler connected via a cooling line, it is possible to efficiently remove heat generated by rotating the stirring member at high speed, and achieve a large pulverization ratio in one stage of processing. You will be able to obtain Furthermore, by simplifying the system with one-stage processing, it becomes possible to significantly reduce equipment costs and operating costs. Furthermore, if the crushing container is made of resin, it can be manufactured at low cost.

また、粉砕機の発明は、熱伝導率の低い樹脂材料によって粉砕容器が形成されているので、粉砕容器の外周に冷却手段を備えない構成になって構造が簡略化されるとともに、大幅に軽量化することができる。このため製作費が安価になるうえに、作業性に優れた構成とすることができる。 In addition, in the invention of the crusher, the crushing container is formed of a resin material with low thermal conductivity, so the structure is simplified as there is no cooling means on the outer periphery of the crushing container, and it is significantly lighter. can be converted into Therefore, the manufacturing cost is low, and the structure is excellent in workability.

さらに、粉砕処理方法の発明では、粉砕機で処理物とメディアとを撹拌して処理する際に、撹拌部材の外周速度が20m/秒を超える速度で高速回転させたことによって発生する熱を、冷却ラインで接続された冷却器によって効率的に冷却することができる。また、粉砕機における処理物の平均滞留時間を60秒以下とすることで、処理物の温度上昇を抑えることができる。 Furthermore, in the invention of the pulverization processing method, when the processing material and the media are stirred and processed in the pulverizer, the heat generated by rotating the stirring member at a high speed at a peripheral speed of more than 20 m/sec. It can be efficiently cooled by a cooler connected with a cooling line. Further, by setting the average residence time of the processed material in the pulverizer to 60 seconds or less, the temperature rise of the processed material can be suppressed.

本発明の実施の形態の粉砕処理システムの概略フローを示す流れ図である。1 is a flowchart showing a schematic flow of a pulverization processing system according to an embodiment of the present invention. 粉砕機の構成を説明する図であって、(a)は全体の概略断面図、(b)は粉砕容器の大きさの説明図、(c)は撹拌部材の大きさの説明図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a crusher, in which (a) is a schematic cross-sectional view of the whole, (b) is an explanatory diagram of the size of a crushing container, and (c) is an explanatory diagram of the size of a stirring member. 図2(a)のA-A矢視方向で見た概略断面図である。FIG. 2A is a schematic cross-sectional view taken in the direction of the arrow AA in FIG. 2(a). 実施例1における粒度分布を説明する図であって、(a)は原料の粒度分布図、(b)は60分処理後の粒度分布図、(c)は120分処理後の粒度分布図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the particle size distribution in Example 1, in which (a) is a particle size distribution diagram of the raw material, (b) is a particle size distribution diagram after 60 minutes treatment, and (c) is a particle size distribution diagram after 120 minutes treatment. be. 実施例1の粉砕処理における粒径の経時変化を示すグラフである。3 is a graph showing changes in particle size over time during the pulverization process of Example 1. 比較例1における粒度分布を説明する図であって、(a)は原料の粒度分布図、(b)は120分処理後の粒度分布図、(c)は240分処理後の粒度分布図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the particle size distribution in Comparative Example 1, in which (a) is a particle size distribution diagram of the raw material, (b) is a particle size distribution diagram after 120 minutes treatment, and (c) is a particle size distribution diagram after 240 minutes treatment. be. 比較例1の粉砕処理における粒径の経時変化を示すグラフである。3 is a graph showing changes in particle size over time in the pulverization process of Comparative Example 1. 比較例2における粒度分布を説明する図であって、(a)は原料の粒度分布図、(b)は60分処理後の粒度分布図、(c)は120分処理後の粒度分布図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the particle size distribution in Comparative Example 2, in which (a) is a particle size distribution diagram of the raw material, (b) is a particle size distribution diagram after 60 minutes treatment, and (c) is a particle size distribution diagram after 120 minutes treatment. be. 比較例2の粉砕処理における粒径の経時変化を示すグラフである。3 is a graph showing changes in particle size over time in the pulverization process of Comparative Example 2. 従来の2段処理を行う粉砕処理システムの概略フローを示す流れ図である。1 is a flowchart showing a schematic flow of a conventional pulverization processing system that performs two-stage processing.

図1により、本発明の実施の形態の粉砕処理システム100について説明する。
本実施の形態の粉砕処理システム100は、メディア撹拌型の粉砕機10と、処理物のホールディングタンク60と、処理物の冷却器70とを備えている。
固体粒子を含有するスラリーである処理物スラリーは、ホールディングタンク60に1バッチ分が投入され、撹拌機61によって撹拌されて均一な濃度に保持されている。
A pulverization processing system 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The pulverization processing system 100 of this embodiment includes a media stirring type pulverizer 10, a holding tank 60 for the processed material, and a cooler 70 for the processed material.
One batch of the processed material slurry, which is a slurry containing solid particles, is put into a holding tank 60 and stirred by a stirrer 61 to maintain a uniform concentration.

処理物スラリーは、ホールディングタンク60の底部からライン90により抜き出され、その一部が循環ポンプ81によって循環ラインを構成するライン91から粉砕機10に送られて、ここで粉砕処理を受けた後に、ライン92によってホールディングタンク60に戻される。このように処理物が循環している状態の中で、所定の時間、粉砕処理が行われる。 The slurry to be processed is extracted from the bottom of the holding tank 60 through a line 90, and a part of it is sent to the crusher 10 by a circulation pump 81 through a line 91 that constitutes a circulation line, where it is subjected to a crushing process. , and is returned to the holding tank 60 by line 92. The pulverization process is performed for a predetermined period of time while the processed material is being circulated in this manner.

粉砕機10は、円筒状の粉砕容器20内で処理物スラリーとメディアとを撹拌することで粉砕処理を行う。粉砕機10は、撹拌部材40を高速回転させるために、比較的大きな電動機11を備えている。また、固体粒子とメディアとの分離を確実に行うために、回転軸30(図2(a)参照)を垂直にして粉砕処理を行う。なお、メンテナンスを容易にするためには回転軸30を水平方向にできることが好ましく、支柱12に対して全体が90°回動できるようになっている。 The crusher 10 performs the crushing process by stirring the slurry of the processed material and the media within the cylindrical crushing container 20 . The crusher 10 includes a relatively large electric motor 11 to rotate the stirring member 40 at high speed. In addition, in order to reliably separate the solid particles and the media, the pulverization process is performed with the rotating shaft 30 (see FIG. 2(a)) vertical. In order to facilitate maintenance, it is preferable that the rotating shaft 30 be horizontal, so that the entire structure can be rotated by 90 degrees with respect to the support column 12.

粉砕処理システム100では、粉砕機10において処理物及びメディアを高速撹拌するために発熱量が非常に大きくなるが、粉砕機10を通過する処理物スラリーの通過速度を速くすることによって、粉砕機10における処理物の温度上昇を小さく抑えることができる。すなわち、粉砕機10における処理物の平均滞留時間を短時間とすることによって、処理物の温度上昇を抑える。このような通過速度(平均滞留時間)の制御は、循環ポンプ81を設定又は操作することによって行われる。 In the pulverization processing system 100, the amount of heat generated in the pulverizer 10 is very large due to high-speed agitation of the processed material and media. The temperature rise of the processed material can be suppressed to a small level. That is, by shortening the average residence time of the processed material in the crusher 10, the temperature rise of the processed material is suppressed. Such control of the passage speed (average residence time) is performed by setting or operating the circulation pump 81.

一方、ライン90により抜き出された処理物スラリーの他部は、ポンプ82によって冷却ラインを構成するライン95から冷却器70へ送られ、ここで冷却された後に、ライン96によってホールディングタンク60に戻される。冷却器70には、冷却媒体を流すためのライン98,99が接続されている。 On the other hand, the other part of the processed material slurry extracted through line 90 is sent by pump 82 from line 95 constituting a cooling line to cooler 70 , where it is cooled and then returned to holding tank 60 through line 96 . It will be done. Lines 98 and 99 for flowing a cooling medium are connected to the cooler 70.

冷却器70は、粒子の沈降・付着を避けるために、処理物スラリーが滞留しない構造とすることが好ましい。このため、断面積が一定のパイプ内に処理物スラリーを流すとともに、パイプの外側を冷却媒体で冷却する構造が好ましい。また、パイプの内部の点検や洗浄を確実に行うことが可能な形態とすることが好ましい。 It is preferable that the cooler 70 has a structure in which the slurry of the processed material does not stagnate in order to avoid sedimentation and adhesion of particles. For this reason, it is preferable to have a structure in which the slurry to be treated is passed through a pipe with a constant cross-sectional area, and the outside of the pipe is cooled with a cooling medium. Further, it is preferable to use a configuration that allows the interior of the pipe to be reliably inspected and cleaned.

循環ポンプ81やポンプ82の型式は、処理物スラリーの性状などによって自由に選択することが可能であるが、一定流量が安定して得られるために、また、簡単に流量設定を行うことが可能であることから、定量ポンプを用いることが好ましい。 The models of the circulation pump 81 and the pump 82 can be freely selected depending on the properties of the slurry to be processed, etc., but because a constant flow rate can be stably obtained, the flow rate can be easily set. Therefore, it is preferable to use a metering pump.

続いて、図2及び図3を参照しながら、本実施の形態の粉砕処理システム100で使用する粉砕機10について説明する。
図2(a)は回転軸30の軸心を通る面で示した概略断面図であり、図2(b),(c)は粉砕容器20と撹拌部材40の寸法関係を説明するための図である。図3は、図2(a)のA-A矢視方向で見た断面図である。
Next, the crusher 10 used in the crushing system 100 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 2(a) is a schematic cross-sectional view taken along a plane passing through the axis of the rotating shaft 30, and FIGS. 2(b) and 2(c) are diagrams for explaining the dimensional relationship between the crushing container 20 and the stirring member 40. It is. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2(a).

粉砕機10には、円筒状の粉砕容器20の一端側壁を挿通して管状の回転軸30が設けられ、回転軸30には、処理物とメディアを撹拌する撹拌部材40と、処理物(固体粒子)とメディアとを分離するセパレータ50とが取り付けられる。この粉砕容器20は、後述するように、ジャケットなどの冷却手段を備えていない樹脂製とする。 The crusher 10 is provided with a tubular rotating shaft 30 that passes through the side wall of one end of the cylindrical crushing container 20. The rotating shaft 30 includes a stirring member 40 that stirs the processed material and media, and a stirring member 40 that stirs the processed material (solids). A separator 50 is attached to separate particles (particles) and media. This crushing container 20 is made of resin and is not equipped with a cooling means such as a jacket, as will be described later.

粉砕容器20は、容器本体25と蓋部材26が、フランジ部でボルト29により一体に結合されている。容器本体25には、撹拌部材40及びセパレータ50が配置されて粉砕室が形成されている。蓋部材26には、回転軸30が挿通されて軸シール35によって軸封されている。また、蓋部材26には、処理物スラリーの供給口21が設けられている。 In the crushing container 20, a container main body 25 and a lid member 26 are integrally connected at a flange portion with bolts 29. A stirring member 40 and a separator 50 are arranged in the container body 25 to form a crushing chamber. A rotating shaft 30 is inserted through the lid member 26 and sealed by a shaft seal 35 . Further, the lid member 26 is provided with a supply port 21 for the slurry of the processed material.

撹拌部材40は、円筒状の部材に、内外を貫通する複数の流通路41が形成され、これによって複数のブレード42が形成されている。このため、撹拌部材40を図3の矢印方向に回転させると、処理物スラリーとメディアとが流通路41の内側から外側に向かって激しく流れるとともに、下端部を通って外側から内側に戻るという撹拌循環流が形成される。
粉砕機10は、撹拌部材40の外周速度を20m/秒を超える速度にすることによって、破壊力の強い粉砕エネルギーを有する撹拌循環流を形成することができるようになる。
The stirring member 40 has a cylindrical member formed with a plurality of flow passages 41 penetrating inside and outside, thereby forming a plurality of blades 42. Therefore, when the stirring member 40 is rotated in the direction of the arrow in FIG. 3, the slurry and the media flow violently from the inside to the outside of the flow path 41, and return from the outside to the inside through the lower end. A circular flow is formed.
By setting the outer circumferential speed of the stirring member 40 to a speed exceeding 20 m/sec, the crusher 10 can form a stirring circulating flow having crushing energy with strong destructive power.

セパレータ50は、撹拌部材40の内側に位置して、撹拌部材40とともに回転する。
セパレータ50も、円筒状の部材に内外を貫通する複数の流通路51が形成されるとともに、複数のブレード52が形成されている。しかしながら底部が底板55(図2(a))によって閉塞されているために、回転しても循環流は発生しない。
The separator 50 is located inside the stirring member 40 and rotates together with the stirring member 40.
The separator 50 also has a cylindrical member formed with a plurality of flow passages 51 penetrating the inside and outside, and a plurality of blades 52. However, since the bottom portion is closed by the bottom plate 55 (FIG. 2(a)), no circulating flow is generated even when the rotation is made.

セパレータ50の内側空間53には、管状の回転軸30の下端部が位置しており、管壁には開孔33が設けられているので、内側空間53と回転軸30の管内32とが連通している。このため、撹拌循環流を形成している処理物スラリーは、セパレータ50を経由して回転軸30の管内32に入り、排出口31から排出される。 The lower end of the tubular rotating shaft 30 is located in the inner space 53 of the separator 50, and the opening 33 is provided in the tube wall, so that the inner space 53 and the inner tube 32 of the rotating shaft 30 communicate with each other. are doing. Therefore, the slurry of the processed material forming the stirring circulation flow enters the pipe 32 of the rotating shaft 30 via the separator 50 and is discharged from the discharge port 31.

処理物スラリーは、流通路51を外側から内側に向かって流れるので、ブレード52の回転による遠心力を受ける。このため、微粉砕された固体粒子は管内32へ進むことができるが、メディア及び大きな固体粒子は遠心力によって撹拌循環流の中に押し戻される。
この結果、メディアと分離された処理物スラリーのみが排出口31へと進むことが可能になり、メディアは、そのまま粉砕容器20の中に留まる。これがセパレータ50の分離機能であり、遠心式と称している。
The slurry to be treated flows through the flow path 51 from the outside to the inside, so it is subjected to centrifugal force due to the rotation of the blade 52. This allows the finely divided solid particles to pass into the tube 32, while the media and large solid particles are forced back into the agitated circulation flow by centrifugal force.
As a result, only the processed material slurry separated from the media can proceed to the discharge port 31, and the media remains in the crushing container 20 as it is. This is the separation function of the separator 50, and is called a centrifugal type.

続いて、粉砕機10の特徴を説明する。
まず、図2(b),(c)に示すように、撹拌部材40の外容積Vrは、粉砕容器20の内容積Vに対して非常に大きいという特徴がある。撹拌部材40の外容積Vrは、粉砕容器20の内容積Vの50%以上であり、好ましくは60~70%である。
Next, the characteristics of the crusher 10 will be explained.
First, as shown in FIGS. 2(b) and 2(c), the external volume Vr of the stirring member 40 is significantly larger than the internal volume V of the crushing container 20. The external volume Vr of the stirring member 40 is 50% or more, preferably 60 to 70%, of the internal volume V of the crushing container 20.

このことは、粉砕機10において発生する処理物スラリーとメディアの撹拌循環流が、粉砕容器20の全体に亘る循環流であることを示している。すなわち、粉砕容器20の全体に亘って処理物スラリーとメディアとが激しく撹拌され、粉砕容器20の全体で粉砕処理が行われることを意味している。そして、粉砕容器20の内部は、完全混合状態となる。 This indicates that the stirring circulation flow of the processed material slurry and media generated in the crusher 10 is a circulation flow throughout the crushing container 20. That is, this means that the slurry of the processed material and the media are vigorously stirred throughout the entire pulverizing container 20, and the pulverizing process is performed throughout the pulverizing container 20. Then, the inside of the crushing container 20 is in a completely mixed state.

また、粉砕容器20の直径Dが、軸方向の長さLよりも大きくなっていることも特徴である。すなわち、L/Dが1よりも小さく、好ましくは1/3程度である。このために撹拌部材40もまた、直径Drが軸方向の長さLrよりも大きくなっている。これらの寸法関係によって、限られた空間の中で、撹拌部材40が処理物とメディアに最大の運動エネルギーを与えると考えられる。
このようにL/Dを小さくすることによって、分散力が高くなってメディアの偏りが生じにくくなるとともに、流量を多くすることができるようになるので、粉砕容器20内での温度上昇を抑えることが可能になる。
Another feature is that the diameter D of the crushing container 20 is larger than the length L in the axial direction. That is, L/D is smaller than 1, preferably about 1/3. For this reason, the diameter Dr of the stirring member 40 is also larger than the length Lr in the axial direction. Due to these dimensional relationships, it is believed that the stirring member 40 imparts maximum kinetic energy to the processed material and the media within a limited space.
By reducing L/D in this way, the dispersion force increases, making it difficult for the media to become unbalanced, and it also becomes possible to increase the flow rate, thereby suppressing the temperature rise within the crushing container 20. becomes possible.

さらに、粉砕機10におけるセパレータ50には、優れた特徴がある。
すなわち、粉砕機10に供給する処理物スラリーの量を大幅に増加させても、セパレータ50は、安定した分離性能を示すことができる。また、撹拌部材40を高速回転にして激しい撹拌循環流が形成された場合にも、セパレータ50は、撹拌部材40と一体に高速回転するために、安定した分離性能を示すことができる。
Furthermore, the separator 50 in the crusher 10 has excellent features.
That is, even if the amount of processed material slurry supplied to the crusher 10 is significantly increased, the separator 50 can exhibit stable separation performance. Further, even when the stirring member 40 is rotated at high speed to form a vigorous stirring circulating flow, the separator 50 rotates at high speed together with the stirring member 40, and therefore can exhibit stable separation performance.

本実施の形態の粉砕処理システム100は、撹拌部材40の外周速度を、20m/秒を超える速度として処理することを特徴としている。高速撹拌を行うことによって、通常は粉砕機10における発熱量は非常に大きくなる。これに対して、粉砕機10のセパレータ50の優れた分離性能によって、処理物スラリーの供給量を大幅に増やすことが可能になり、これによって、処理物の温度上昇を抑制して安定した粉砕処理を継続させることができる。 The pulverization processing system 100 of this embodiment is characterized in that processing is performed at an outer circumferential speed of the stirring member 40 exceeding 20 m/sec. By performing high-speed stirring, the amount of heat generated in the crusher 10 usually becomes very large. On the other hand, the excellent separation performance of the separator 50 of the crusher 10 makes it possible to significantly increase the supply amount of the slurry of the processed material, thereby suppressing the temperature rise of the processed material and ensuring stable pulverization. can be continued.

ここで、発熱量について説明する。
例えば、粉砕容器20が、所定量のメディアと約3リットルの処理物スラリーとで満たされているとき、撹拌部材40の外周速度が20m/秒ならば消費電力は約6.6KWであるが、25m/秒になると約13.4KWと急激に増加する。以下、説明を簡単にするために、数値を概略値で示す。
6.6KWの電力は、3リットルの処理物の温度を1秒間に0.5℃上昇させる熱量であり、13.4KWの電力は1秒間に1℃上昇させる熱量である。
Here, the amount of heat generated will be explained.
For example, when the crushing container 20 is filled with a predetermined amount of media and about 3 liters of slurry, and the peripheral speed of the stirring member 40 is 20 m/sec, the power consumption is about 6.6 KW. At 25 m/sec, the power increases rapidly to about 13.4 KW. Hereinafter, in order to simplify the explanation, numerical values are shown as approximate values.
The power of 6.6 KW is the amount of heat that increases the temperature of 3 liters of material to be processed by 0.5° C. per second, and the power of 13.4 KW is the amount of heat that increases the temperature of the object to be processed by 1° C. per second.

粉砕機10における温度上昇は、少なくとも30℃以下にすることによって粉砕処理が可能となり、20℃以下とすることによって安定した粉砕処理を行うことができる。
このため、撹拌部材40の外周速度が20m/秒のときは、粉砕容器20における処理物の滞留時間は、長くても60秒以下とすることが好ましく、40秒以下とすることがより好ましい。
また、撹拌部材40の外周速度が25m/秒のときは、粉砕容器20における処理物の滞留時間は、長くても30秒以下とすることが好ましく、20秒以下とすることがより好ましい。
The temperature rise in the pulverizer 10 can be set to at least 30°C or lower to enable pulverization, and the temperature rise to 20°C or lower allows stable pulverization.
For this reason, when the peripheral speed of the stirring member 40 is 20 m/sec, the residence time of the processed material in the crushing container 20 is preferably at most 60 seconds or less, and more preferably 40 seconds or less.
Furthermore, when the peripheral speed of the stirring member 40 is 25 m/sec, the residence time of the processed material in the crushing container 20 is preferably 30 seconds or less at most, and more preferably 20 seconds or less.

このように粉砕機10における温度上昇を抑制するために、粉砕機10における処理物の滞留時間を短くすることは、従来の粉砕技術では全く考えられていなかったことである。
高速回転させたことによるこのような大きな発熱量に対しては、粉砕機10の粉砕容器20の外周を覆うように冷却用のジャケットを設けたとしても、安定した温度状態を維持することは困難である。このため、本実施の形態の粉砕処理システム100では、粉砕機10自体には冷却手段をまったく設けていない。すなわち処理物の冷却は、すべて冷却ラインを介して接続された冷却器70による外部冷却で行う。
In order to suppress the temperature rise in the crusher 10 as described above, shortening the residence time of the processed material in the crusher 10 has not been considered at all in conventional crushing techniques.
Even if a cooling jacket is provided to cover the outer periphery of the crushing container 20 of the crusher 10, it is difficult to maintain a stable temperature state due to such a large amount of heat generated by high-speed rotation. It is. Therefore, in the pulverization processing system 100 of this embodiment, the pulverizer 10 itself is not provided with any cooling means. That is, all cooling of the processed material is performed by external cooling using a cooler 70 connected via a cooling line.

この冷却ラインは、循環ラインの循環ポンプ81とは別に独自のポンプ82を備えているので、冷却器70内に沈降や付着が起きないような充分に速い流速で冷却を行わせることができる。さらに、ポンプ82によって冷却器70に供給する処理物スラリーの流量を安定させることができるので、冷却器70による安定した温度制御が可能になり、温度の異常上昇を防ぐことができる。 Since this cooling line is equipped with its own pump 82 in addition to the circulation pump 81 of the circulation line, cooling can be performed at a sufficiently high flow rate to prevent sedimentation or adhesion within the cooler 70. Furthermore, since the pump 82 can stabilize the flow rate of the slurry to be processed that is supplied to the cooler 70, stable temperature control by the cooler 70 is possible, and an abnormal rise in temperature can be prevented.

このように粉砕容器20にジャケットなどを設けないことによって、粉砕容器20の構造を非常に単純化することができるようになる。
また一般的に、ジャケットを設ける場合には、必ず熱伝導率の高い金属類を用いる必要があったが、熱伝導を考慮しなければ比重の軽い樹脂材料を用いることができるようになる。そこで、本実施の形態の粉砕機10の粉砕容器20の主要部材となる周壁や底面部には、樹脂材料を使用する。
By not providing the crushing container 20 with a jacket or the like in this manner, the structure of the crushing container 20 can be greatly simplified.
Generally, when providing a jacket, it is necessary to use a metal with high thermal conductivity, but if heat conduction is not taken into account, a resin material with a light specific gravity can be used. Therefore, a resin material is used for the peripheral wall and bottom surface portion, which are the main components of the crushing container 20 of the crusher 10 of this embodiment.

樹脂材料としては、ナイロン樹脂などのポリアミド系樹脂を使用することができる。また、耐薬品性が要求される場合には、フッ素樹脂などを使用することができる。これらの材料は軽量であるために、処理操作において作業性が向上し、安全性の高い設備とすることができるようになる。また、樹脂製の粉砕容器20であれば、安価に製作することができる。
さらに、撹拌部材40及びセパレータ50も、同様に樹脂材料によって形成することができる。
As the resin material, polyamide resin such as nylon resin can be used. Furthermore, when chemical resistance is required, fluororesin or the like can be used. Since these materials are lightweight, workability in processing operations is improved and equipment with high safety can be provided. Moreover, if the crushing container 20 is made of resin, it can be manufactured at low cost.
Furthermore, the stirring member 40 and the separator 50 can also be formed from a resin material.

続いて、高速撹拌による粉砕処理について説明する。
撹拌部材40の外周速度を20m/秒を超える速度とすることにより、従来では得られなかった大きな粉砕エネルギーが得られるようになり、ミクロンオーダーの固体粒子をナノオーダーの微粒子に粉砕することができるようになる。ここで、粉砕容器20に充填するメディアとしては、直径が0.1mm以下のメディアを使用することが好ましい。
Next, the pulverization process using high-speed stirring will be explained.
By setting the outer circumferential speed of the stirring member 40 to a speed exceeding 20 m/sec, it becomes possible to obtain large crushing energy that could not be obtained conventionally, and it is possible to crush solid particles on the micron order into fine particles on the nano order. It becomes like this. Here, as the media to be filled into the crushing container 20, it is preferable to use media having a diameter of 0.1 mm or less.

撹拌部材40により高速撹拌を行うと、一度粉砕された微粒子が再凝集すると言われることがあったが、直径が0.1mm以下のメディアを使用することによって、再凝集を起こさせることなく微粉砕処理を行うことができるようになる。
また、このような高速撹拌を行うと、粉砕容器20や撹拌部材40の摩耗が激しくなると言われていたが、直径が0.1mm以下のメディアを使用した場合には、実用上問題となるような摩耗をほとんど起こさない。さらに、処理物にもよるが、後工程で焼成するような原料であれば、樹脂材料の微粉末は焼き切られてしまって残ることがない。
It has been said that when high-speed stirring is performed by the stirring member 40, fine particles that have been crushed once re-agglomerate, but by using media with a diameter of 0.1 mm or less, fine particles can be finely crushed without causing re-agglomeration. be able to process.
Furthermore, it has been said that such high-speed stirring causes severe wear on the grinding container 20 and the stirring member 40, but this may become a practical problem when using media with a diameter of 0.1 mm or less. It causes almost no wear. Furthermore, although it depends on the processed material, if the raw material is one that will be fired in a subsequent process, the fine powder of the resin material will be burned off and will not remain.

このように粉砕容器20の部材として熱伝導率の低い樹脂材料を使用することは、冷却用のジャケットを用いる場合には考えられなかったことである。しかしながら本実施の形態の粉砕処理システム100では、冷却ラインを介して冷却器70を接続する構成としているため、粉砕容器20に熱伝導率の低い樹脂材料を使用することができる。さらに、熱伝導率の低い樹脂製の粉砕容器20にすることによって、外気の影響を受けにくくなり、処理物の温度の制御が容易となって、安定した粉砕処理を行うことができる。 Using a resin material with low thermal conductivity as a member of the crushing container 20 in this manner would have been unthinkable when using a cooling jacket. However, in the pulverization processing system 100 of this embodiment, since the cooler 70 is connected via a cooling line, a resin material with low thermal conductivity can be used for the pulverization container 20. Furthermore, by using the crushing container 20 made of resin with low thermal conductivity, it is less susceptible to the influence of outside air, and the temperature of the processed material can be easily controlled, allowing stable crushing to be performed.

以上に説明したように構成された本実施の形態の粉砕処理システム100であれば、処理物スラリー中の固体粒子をナノオーダーとする微粉砕処理において、粉砕比を大きくすることができる。すなわち、1回の粉砕処理によって短時間に処理を終えることが可能になり、製品粒子の粒度分布がシャープなピークを備えるようにするとともに、中央径及び最大径で比較したときに、大きな粉砕比とすることができるようになる。 With the pulverization processing system 100 of this embodiment configured as described above, it is possible to increase the pulverization ratio in the pulverization processing in which the solid particles in the slurry of the processed material are on the nano-order. In other words, it is possible to finish the process in a short time with one pulverization process, the particle size distribution of the product particles has a sharp peak, and a large pulverization ratio is achieved when comparing the median diameter and maximum diameter. You will be able to do this.

また、1回の粉砕処理で、ミクロンオーダーの原料スラリーをナノオーダーの製品スラリーとするに際して、粉砕比が100程度となるような粉砕処理を行うことが可能になる。このように1段での処理を可能としたことにより、粉砕処理システム100のシステム構成を簡略化でき、設備費及び運転費を大きく低減することが可能となる。 Further, in one pulverization process, it is possible to perform pulverization processing such that the pulverization ratio is about 100 when converting a micron-order raw material slurry into a nano-order product slurry. By enabling one-stage processing in this manner, the system configuration of the pulverization processing system 100 can be simplified, and equipment costs and operating costs can be significantly reduced.

さらに、本実施の形態の粉砕処理方法は、スラリー中の固体粒子を粉砕処理システム100の粉砕機10を用いて微細化する粉砕処理方法である。そして、ホールディングタンク60に投入された処理物と粉砕機10に充填されたメディアとを、撹拌部材40の外周速度が20m/秒を超える速度で高速回転させて撹拌するステップと、冷却ラインで送られた処理物を冷却器70で冷却してホールディングタンク60に戻すステップとの循環が、所定の時間、繰り返される。 Furthermore, the pulverization processing method of this embodiment is a pulverization processing method in which solid particles in a slurry are pulverized using the pulverizer 10 of the pulverization processing system 100. Then, the process material put into the holding tank 60 and the media filled in the crusher 10 are stirred by rotating at high speed at a peripheral speed of the stirring member 40 exceeding 20 m/sec, and the material is fed through a cooling line. The process of cooling the processed material in the cooler 70 and returning it to the holding tank 60 is repeated for a predetermined period of time.

このようにして粉砕機10で処理物スラリーとメディアとを撹拌して処理する際に、撹拌部材40を高速回転させたことによって発生する熱を、冷却ラインで接続された冷却器70によって効率的に冷却することができる。また、粉砕機10における処理物の平均滞留時間を60秒以下とすることで、処理物の温度上昇を抑えることができる。 In this way, when the slurry of the processed material and the media are stirred and processed in the crusher 10, the heat generated by rotating the stirring member 40 at high speed is efficiently absorbed by the cooler 70 connected to the cooling line. can be cooled to Further, by setting the average residence time of the processed material in the crusher 10 to 60 seconds or less, it is possible to suppress the temperature rise of the processed material.

以下、前記実施の形態で説明した粉砕処理システム100の性能を確認した実験について、図4から図9を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。 Hereinafter, an experiment in which the performance of the pulverization processing system 100 described in the embodiment was confirmed will be described with reference to FIGS. 4 to 9. Note that parts that are the same or equivalent to those described in the above embodiment will be described using the same terms or the same symbols.

本実施例1では、粉砕処理システム100を用いて、下記の条件で炭酸カルシウムの粉砕処理を行った。粉砕機10を起動した後、所定の時間ごとにライン92からサンプルを採取して、その粒度分布を測定した。
粉砕機10 :粉砕容器20の全容積 約6.5リットル
処理物とメディアが入る容積 約4.5リットル
撹拌部材40:外周速度 25m/秒
メディア :材質 ジルコニア
形状 直径0.1mm
使用量 1.36リットル
処理物 :炭酸カルシウム
使用量 3kg
溶媒 水
スラリー濃度 10wt%
ライン91の流量 8リットル/分
粉砕機10における滞留時間 24秒
ライン95の流量 35リットル/分
In Example 1, calcium carbonate was pulverized using the pulverization system 100 under the following conditions. After starting the crusher 10, samples were taken from the line 92 at predetermined intervals and their particle size distribution was measured.
Grinding machine 10: Total volume of grinding container 20: approximately 6.5 liters
Volume for processing material and media: Approximately 4.5 liters Stirring member 40: Peripheral speed: 25 m/sec Media: Material: Zirconia
Shape Diameter 0.1mm
Amount used: 1.36 liters Processed material: Calcium carbonate
Usage amount: 3kg
solvent water
Slurry concentration 10wt%
Flow rate of line 91: 8 liters/min
Residence time in crusher 10: 24 seconds
Flow rate of line 95: 35 liters/min

図4に、実施例1における粒度分布を示す。図4(a)は、最初にホールディングタンク60に投入した処理物スラリーの原料の粒度分布であり、図4(b)は60分間粉砕処理して採取したサンプルの粒度分布であり、図4(c)は120分間粉砕処理して採取したサンプルの粒度分布である。
粒度分布は、横軸に粒径(μm)を対数目盛で示し、縦軸に頻度(%)を示している。グラフの左端が最小粒径を、右端が最大粒径を示す。そして、左側から順に頻度(%)を累積したときの累積値が50%となる粒径を中央径、100%となる粒径を最大径として粒径を比較する。
FIG. 4 shows the particle size distribution in Example 1. FIG. 4(a) shows the particle size distribution of the raw material for the slurry of the processed material initially charged into the holding tank 60, and FIG. 4(b) shows the particle size distribution of the sample collected after 60 minutes of pulverization. c) is the particle size distribution of a sample collected after 120 minutes of pulverization.
In the particle size distribution, the horizontal axis shows the particle diameter (μm) on a logarithmic scale, and the vertical axis shows the frequency (%). The left end of the graph shows the minimum particle size, and the right end shows the maximum particle size. Then, the particle sizes are compared, with the particle size at which the cumulative value is 50% when the frequencies (%) are accumulated starting from the left as the median diameter, and the particle size at which the cumulative value is 100% as the maximum diameter.

実施例1において、原料の中央径は6.674μm、最大径は52.33μmであった(図4(a))。この原料を60分間粉砕処理した後には、鋭いピークを備えるシャープな粒度分布となった(図4(b))。このときの中央径は0.187μmとなり、最大径は0.818μmとなった。ここまでの結果で粉砕比を算出すると、中央径では35.7となり、最大径では64.0となる。また、120分間粉砕処理後には、中央径は0.159μmとなり、最大径は0.486μmとなった(図4(c))。この結果、粉砕比は、中央径では42.0となり、最大径で107.7となる。 In Example 1, the median diameter of the raw material was 6.674 μm, and the maximum diameter was 52.33 μm (FIG. 4(a)). After this raw material was pulverized for 60 minutes, it had a sharp particle size distribution with sharp peaks (FIG. 4(b)). At this time, the median diameter was 0.187 μm, and the maximum diameter was 0.818 μm. When the grinding ratio is calculated from the results thus far, it is 35.7 at the center diameter and 64.0 at the maximum diameter. Furthermore, after the pulverization treatment for 120 minutes, the median diameter was 0.159 μm and the maximum diameter was 0.486 μm (FIG. 4(c)). As a result, the grinding ratio is 42.0 at the center diameter and 107.7 at the maximum diameter.

図5は、横軸に粉砕処理時間(Hr)を示し、縦軸に中央径(累積50%)及び最大径(累積100%)における粒径を示して、時間に対する粒径の変化を示している。中央径は20分の粉砕処理によって1μm以下となり、最大径も1時間の粉砕処理で1μm以下となっている。 In Figure 5, the horizontal axis shows the pulverization processing time (Hr), the vertical axis shows the particle size at the median diameter (50% cumulative) and the maximum diameter (100% cumulative), and shows the change in particle size with respect to time. There is. The median diameter becomes 1 μm or less after 20 minutes of pulverization, and the maximum diameter becomes 1 μm or less after 1 hour of pulverization.

<比較例1>
続いて比較例1として、撹拌部材40の外周速度を16m/秒とし、その他は実施例1と全く同じ条件で粉砕処理を行った。図6は、比較例1における粒度分布を示す。
図6(a)は、最初にホールディングタンク60に投入した処理物スラリーの原料の粒度分布であり、実施例1の粒度分布(図4(a))と同じである。図6(b)は120分間粉砕処理して採取したサンプルの粒度分布であり、図6(c)は240分間粉砕処理して採取したサンプルの粒度分布である。
図6(b),(c)を見ると、共に2つのピークを備えており、ブロードな粒度分布になっていることを示している。
<Comparative example 1>
Subsequently, as Comparative Example 1, pulverization was performed under the same conditions as in Example 1 except that the outer circumferential speed of the stirring member 40 was set to 16 m/sec. FIG. 6 shows the particle size distribution in Comparative Example 1.
FIG. 6(a) shows the particle size distribution of the raw material of the processed material slurry initially charged into the holding tank 60, and is the same as the particle size distribution of Example 1 (FIG. 4(a)). FIG. 6(b) shows the particle size distribution of a sample taken after pulverization for 120 minutes, and FIG. 6(c) shows the particle size distribution of a sample taken after pulverization for 240 minutes.
Looking at FIGS. 6(b) and 6(c), both have two peaks, indicating a broad particle size distribution.

そして図7は、比較例1における中央径及び最大径の粒径変化を、実施例1の図5と同様のグラフで示している。中央径は90分の粉砕処理によって1μm以下となるが、最大径は4時間の粉砕処理を行っても30μmとほとんど微細化が進んでいない。 FIG. 7 shows the change in particle size in the median diameter and maximum diameter in Comparative Example 1 using a graph similar to FIG. 5 in Example 1. The median diameter is reduced to 1 μm or less after 90 minutes of pulverization, but the maximum diameter is 30 μm even after 4 hours of pulverization, which shows almost no progress in refining.

<比較例2>
比較例2では、撹拌部材40の外周速度を20m/秒とし、その他は実施例1と全く同じ条件で粉砕処理を行った。図8は、比較例2における粒度分布を示す。
図8(a)は、最初にホールディングタンク60に投入した処理物スラリーの原料の粒度分布であり、実施例1の粒度分布(図4(a))と同じである。図8(b)は60分間粉砕処理して採取したサンプルの粒度分布であり、図8(c)は120分間粉砕処理して採取したサンプルの粒度分布である。比較例2においては、60分間粉砕処理後の図8(b)ではブロードな粒度分布であったが、120分間粉砕処理後の図8(c)ではシャープな粒度分布に変わった。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, the peripheral speed of the stirring member 40 was set to 20 m/sec, and the crushing process was performed under the same conditions as in Example 1 except for the above. FIG. 8 shows the particle size distribution in Comparative Example 2.
FIG. 8(a) shows the particle size distribution of the raw material of the processed material slurry initially charged into the holding tank 60, and is the same as the particle size distribution of Example 1 (FIG. 4(a)). FIG. 8(b) shows the particle size distribution of a sample collected after pulverization for 60 minutes, and FIG. 8(c) shows the particle size distribution of a sample collected after pulverization for 120 minutes. In Comparative Example 2, the particle size distribution was broad in FIG. 8(b) after pulverization for 60 minutes, but changed to a sharp particle size distribution in FIG. 8(c) after pulverization for 120 minutes.

図9は、比較例2における中央径及び最大径の粒径変化を、実施例1の図5と同様のグラフで示している。中央径は30分の粉砕処理によって1μm以下となり、最大径は粉砕処理60分から急激に下がり90分で1μm以下となっている。これは、ブロードな粒度分布(図8(b))の右側が、その後の30分の粉砕処理で消滅したことを示している。 FIG. 9 shows the change in particle size of the median diameter and maximum diameter in Comparative Example 2 using a graph similar to FIG. 5 of Example 1. The median diameter becomes 1 μm or less after 30 minutes of pulverization, and the maximum diameter decreases rapidly after 60 minutes of pulverization and becomes 1 μm or less after 90 minutes. This indicates that the right side of the broad particle size distribution (FIG. 8(b)) disappeared during the subsequent 30-minute grinding process.

以上の結果から、撹拌部材40の外周速度は、比較例2の20m/秒付近に境界があり、これ以下の速度(比較例1)では2段処理が必要になり、20m/秒を超える速度に設定することで1段で処理できるようになると言える。 From the above results, the outer peripheral speed of the stirring member 40 has a boundary around 20 m/sec in Comparative Example 2, a speed below this (Comparative Example 1) requires two-stage processing, and a speed exceeding 20 m/sec It can be said that by setting this, processing can be performed in one stage.

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述したが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計変更は、本発明に含まれる。
例えば、処理物スラリーの流れは、粉砕機10を循環する流れ(循環ライン)と、冷却器70を循環する流れ(冷却ライン)があれば良く、その他の粉砕処理システム100の構成は前記実施の形態の説明に限定されない。
Although the embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention may be made to the present invention. included.
For example, the flow of the slurry to be processed may include a flow circulating through the pulverizer 10 (circulation line) and a flow circulating through the cooler 70 (cooling line), and the other configurations of the pulverization processing system 100 are as follows. It is not limited to the description of the form.

100 :粉砕処理システム
10 :粉砕機
20 :粉砕容器
30 :回転軸
40 :撹拌部材
50 :セパレータ
60 :ホールディングタンク
70 :冷却器
81 :循環ポンプ
82 :ポンプ
91 :ライン(循環ライン)
95 :ライン(冷却ライン)
100: Grinding system 10: Grinding machine 20: Grinding container 30: Rotating shaft 40: Stirring member 50: Separator 60: Holding tank 70: Cooler 81: Circulation pump 82: Pump 91: Line (circulation line)
95: Line (cooling line)

Claims (2)

円筒状の樹脂製の粉砕容器を有するメディア撹拌型の粉砕機と、循環ポンプを有する循環ラインを介して前記粉砕機に接続される処理物のホールディングタンクと、前記処理物を冷却するためにポンプを有する冷却ラインを介して前記ホールディングタンクに接続される冷却器とを備え、前記粉砕機には、前記粉砕容器の一端側壁を挿通して設けられる管状の回転軸に、前記処理物とメディアとを撹拌する撹拌部材と、前記処理物と前記メディアとを分離するセパレータとが取り付けられている粉砕処理システムの前記粉砕機を用いてスラリー中の固体粒子を微細化する粉砕処理方法であって、
前記ホールディングタンクに投入された処理物と前記粉砕機に充填されたメディアとを、前記撹拌部材の外周速度が20m/秒のときは前記粉砕容器における前記処理物の滞留時間を60秒以下とし、25m/秒のときは滞留時間を30秒以下とする高速回転下で撹拌するステップと、
前記冷却ラインで送られた前記処理物を前記冷却器で冷却して前記ホールディングタンクに戻すステップとを繰り返すことを特徴とする粉砕処理方法。
A media agitation type pulverizer having a cylindrical resin crushing container, a holding tank for the processed material connected to the pulverizer via a circulation line having a circulation pump, and a pump for cooling the processed material. a cooler connected to the holding tank via a cooling line having A pulverization treatment method for pulverizing solid particles in a slurry using the pulverizer of a pulverization treatment system that is equipped with a stirring member that stirs the material and a separator that separates the processed material and the media, the method comprising:
When the peripheral speed of the stirring member is 20 m/sec, the residence time of the processed material in the grinding container is 60 seconds or less for the processed material input into the holding tank and the media filled in the pulverizer, stirring under high-speed rotation with a residence time of 30 seconds or less when the speed is 25 m/sec ;
A pulverization processing method characterized by repeating the steps of cooling the processed material sent through the cooling line in the cooler and returning it to the holding tank.
前記粉砕機における前記処理物の滞留時間を、前記撹拌部材の外周速度が20m/秒のときは40秒以下とし、25m/秒のときは20秒以下とすることを特徴とする請求項1に記載の粉砕処理方法。According to claim 1, the residence time of the processed material in the crusher is 40 seconds or less when the outer circumferential speed of the stirring member is 20 m/sec, and 20 seconds or less when the outer circumferential speed of the stirring member is 25 m/sec. The grinding treatment method described.
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