JPH02307587A

JPH02307587A - 酸洗廃液の濾過方法

Info

Publication number: JPH02307587A
Application number: JP12938289A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kosaka; 隆小坂; Kunihiko Otsuka; 邦彦大塚
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-05-23
Filing date: 1989-05-23
Publication date: 1990-12-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、酸洗廃液の濾過方法に関する。さらに詳しく
は、本発明は、例えば鉄板の酸洗廃液（ＦｅＣＩｇ　１
８〜３０重量％含有）の濾過液を焙焼炉により焙焼して
フェライト原料（ＰｅオＯＸ）を製造する際に用いるこ
とができる、酸洗廃液の濾過方法に関する。

（従来の技術）例えば、ソフトフェライト原料としての酸化鉄ｖＲ（Ｆ
ｅａｒｓ）粉に要求される性能として、この粉末中のＳ
ＩＯｘｔＭ度、特に５ｉｆｔ／　Ｆｅ１０３が概ねｓｏ
ｏｐｐｍ以下であることが挙げられる。

一方、鉄板の酸洗廃液中の５ｉＯ１濃度は、製造される
鉄板の高付加価値化、ニーズの多様化に伴って高範囲に
亘り、ｓｉを多量に含有するものが増加するようになっ
てきた。例えば、酸洗廃液のままでは５ｉ（ｈ／　Ｆ（
１＊Ｏｚが５００ｐｐ′ｌＩ以上のものも存在する場合
があり、このままではソフトフェライト用原料としては
適当でない。

そこで、酸洗廃液からの脱５ｉｆｔ対策として、■５ｉ
Ｏ１を凝集・沈降させて除去する手段■シリカゲルによ
り吸着させて除去する手段■マイクロフィルターにより
分離・除去する手段等がある。

上述の公知手段のうち、マイクロフィルターにより分離
除去する手段は脱ｓｉｏ□能力が極めて高い手段であり
、酸洗廃液中の５ｉＯ１／　ＦｅｇＯｉを５００ｐｐｍ
超から数１０９四にまで低下させることが可能な手段で
ある。

（発明が解決しようとする課題）しかし、この手段では得られる濾過液量が少ないため、
処理量が２〜４　ｍ”／Ｈｒの焙焼を連続して行う通常
の生産工程に適用するには能力不足と考えられ、実用化
されることがなかった。

第４図（ａ）および第４図（ｂｌに、前述のマイクロフ
ィルターにより分離除去する手段の構成を、また第５図
（ａ）および第５２山）には、それぞれこの手段の工程
および得られる濾過液量の一例を示す、第４図ｔａ＋に
示すように、原液タンク中の酸洗廃液を循環ポンプによ
りマイクロフィルターに送り、マイクロフィルターによ
り濾過液と？ＪＩＩ液とに分離して、前記濃縮液を原液
タンクに戻すという循環操作を連続して行いながら、酸
洗Ｗ４液の濾過を行っていた。ところが、このようにし
て連続して濾過を行うとマイクロフィルターの内部の中
空糸膜の内壁面に付着した付着物（主にＳｉｏｗ）が成
長し、濾過能力すなわち得られる濾過液量が低下してし
まう。第５２山）には、得られる濾過液量が約３０分間
の循環操作により１６０１　／Ｈから４０　Ｊ　／Ｈに
低下した例を示す、そこで、濾過液量がある一定値（事
前に定めておいた限界値であり、第５２山）においては
４０　Ｉｌ／Ｈである）にまで低下したら、第４図（ｂ
ｌに示すように、得られた濾過液を逆流させる逆洗を、
第５図（ａｌおよび第５２山）に示すように前記循環の
間に行っていた。この逆洗を行うことにより低下した濾
過液量はある程度回復する。第５図（ｂ）では、１回目
の逆洗により得られる濾過液量が４０ｊ／Ｈから８０　
ｊ　／Ｈに回復していることがわかる。しかし、この回
復の程度は高々初期値の１ノ２程度であり、初期値まで
は到底回復せず、以降この逆洗により回復する濾過液量
は徐々に低下してしまうのである。

すなわち、従来は、例えば鉄板の酸洗廃液（ＦｅＣＩｇ
　１８〜３０重量％含有）を焙焼炉により焙焼してフェ
ライト原料（Ｆｅａｒｓ）を製造する際に用いることが
できる、効率的な酸洗廃液の濾過方法は存在しなかった
のである。

ここに、本発明の目的は、上記の課題を解決することが
できる酸洗廃液の濾過方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記ｔＩＫ！！を解決するため種々検討
を重ねた結果、酸洗廃液からコロイド状物質である５ｉ
（ｈをマイクロフィルターにより分離・除去する手段に
おいて、得られる濾過液量の低下の原因である中空糸膜
への目詰まりを防止することがマイクロフィルターの濾
過能力を維持・確保するには重要であることを知見した
。

すなわち、第６図（ａｌおよび第６図（ｂｌ、第６図（
ｅ）は、それぞれ使用初期のマイクロフィルターの断面
図および長期間に亘って使用されたマイクロフィルター
の断面図であり、第６図（ｂ）は第６図ｆａ）のＡ部を
拡大して示す断面図である。第６図（ａｌないし第６図
（ｅ）において、各マイクロフィルターの内部に送られ
た酸洗廃液は、前記フィルターにより濾過液と濃縮液と
に分離されて、コロイド粒子であるＳｉｎｇを濃縮液と
ともに原液タンクへ送っている。すなわち、酸洗廃液の
濾過を行っている。しかし、かかるフィルターヒよる濾
過が開始されると第６図ｔｃ＋に示すようにコロイド粒
子がマイクロフィルター内部の中空糸膜内壁に凝集・付
着して目詰まりを生ずるため、得られる濾過液量が徐々
に減少することとなってしまうのである。

そこで゛、本発明者らは、第４図（ｂｌに示す逆洗工程
の効果を最大限に引き出すために有効であると想定され
る手段について種々検討を重ねた。その結果、逆洗時に
マイクロフィルター内部に超音波振動を与えることによ
り、付着物による中空糸膜への目詰まりを確実に防止す
ることができ、効率的に酸洗濾液の濾過を行うことがで
きることを知見した。すなわち、従来より、超音波を用
いて、鋼板表面の洗浄を行うことは周知な手段であった
が、この手段をマイクロフィルターの目詰まり防止に適
用した例はなく、たとえ適用したとしてもその効果は小
さく、所望の濾過液量を得ることは困難であろうと考え
られていたのである。

しかし、本発明者らは不断の努力を重ねて、前記知見を
得るに至り、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、酸洗廃液をマイ
クロフィルターを通過させることにより、前記廃液中の
コロイド状物質を分離・除去する酸洗廃液の濾過方法で
あって、前記マイクロフィルターを構成する中空糸膜の
近傍に超音波振動子を設けておき、濾過操作中に前記マ
イクロフィルターから中空糸膜に超音波振動を与えるこ
とを特徴とする酸洗廃液の濾過方法である。

（作用）以下、本発明を作用効果とともに詳述する。

本発明は、略言すればマイクロフィルターの中空糸膜に
対して、超音波振動を加えると糸膜表面において気泡の
発生・消滅が繰り返される（キャビチーシラン現象）こ
とを利用して、濾過操作中、特に好ましくは逆洗時に、
中空糸膜の内壁面の付着物の剥離・除去を容易とするの
である。

この際に用いられる超音波振動子の発振力は、振動子の
単位表面積当り０．１〜０．５Ｗ／ｃがか、また周波数
は２８〜４５ＭＨｚ程度が好適である。すなわち、発振
力が０．５＄１／ｃｍ”ｉｌでは中空糸膜の寿命が著し
く低下し、一方０９ＩＷ／ｃｍ”未満では逆洗効果が部
上しないからであり、また周波数が２８にＨｚ未満では
キャビチーシラン効果が少なく、一方４５にＨｚ超では
超音波の効果が到達する距離が３００　ｍ−以下となっ
てしまい、中空糸膜の全面に超音波の効果を生じさせる
ことができる位置に超音波振動子を設置することが困難
となるからである。

また、本発明において用いる超音波振動子は、たとえば
通常鋼板の表面洗浄において用いられるものと同様のも
のでよく、特に制限を要するものではない０例えば、水
晶板を用いピエゾ電気の逆効果を利用して超音波を発生
させる装置が例示される。

さらに、この超音波振動子を設置する態様には、第１図
ｆａ）に示すように中空糸膜の側部に設置する手段や、
または第１図（ｂ）に示すように中空糸膜の底部に設置
する手段があるが、これらのａ様に限定されるものでは
なく、前述のように中空糸膜の全面に超音波の効果を付
与することができる位置であれば等しく適用できるもの
である。

超音波振動子から超音波を発生させるタイミングは、濾
過操作中、特に逆洗を行っているときに行うことが重要
である。すなわち、第２図に示すように逆洗を行って、
中空糸膜の目詰まりを除去するときに行うのである。し
たがって、逆洗実施時に行っていればよく、その他の時
期については特に制限を要さない。つまり、濾過操作中
の逆洗時にのみ間欠的に、または連続的に常時行っても
よい。

なお、本発明において用いるマイクロフィルターは従来
から用いられる公知のものでよいことはいうまでもない
。

このようにして、本発明により、中空糸膜に付着した付
着物を除去することができ、効率的に酸洗廃液の濾過を
行うことができる。

なお、本発明により得られた濾過液より、例えばソフト
フェライト原料としての酸化鉄（Ｆｅ＊Ｏｉ）粉を得る
には、従来法と同様に、焙焼を行えばよい。

さらに、本発明をその実施例とともに詳述するが、これ
ばあ（までも本発明の例示でありこれにより本発明が限
定的に解釈されるものではない。

（実施例）第１図（ｂｌに示すように、マイクロフィルターの底部
に、超音波発振器に印加された超音波振動子を設け、第
２図に示すように濾過＋（逆洗、超音波付与）十濾過と
いう工程で濾過試験を行った。

マイクロフィルターの発振力は０．５Ｗ／ｃｍ”　（発
振子面積１００ｃ＋＋”）　、周波数は２８Ｋｌｌｚと
設定した。

また、マイクロフィルターの仕様、運転条件は第１表に
示す。

第１表結果を第３図に示す、第３図より明らかなように、本発
明により逆洗時に本発明にかかる超音波による洗浄を行
うと、逆洗直後の濾過量が従来は第５図に示すように８
０１７Ｆｌであったのに対し、１２０　ｊ／ＩＩに増加
するとともに、次の逆洗を行う必要が生ずるまでの時間
が従来３０分であったのに対し４５分まで増加すること
ができたことがわかる。この結果、濾過液の収量が従来
約５０　ｊ　／）Ｉであったものが約７０１　／Ｈに増
加した。

なお、前記濾過液量は、次式により算出される。

濾過液量−平均収量×稼動時間率Ｘ　（１−濾過損率）
したがって、（従来の濾過液量）　−６０Ｘ３０／３５　Ｘ（１−０
，１）−４６１／１１（本発明　ｌ）　−８０ｘ４０／
４５　ｘ（１−０，１）−６４１／ｕである。

すなわち、本発明により、約４０％の濾過能力の改善を
行うことができた。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明により、鉄板の酸洗廃液（
ＦｅＣ１ｇ　１８〜３０重量％含有）を焙焼炉により焙
焼してフェライト原料（ＦｅｇＯｉ）を製造する際に用
いることができる、効率的な酸洗廃液の濾過方法を提供
することができた。

つまり、本発明により、酸洗廃液をマイクロフィルター
により除去する際坪行う逆洗工程において、逆洗により
回復する濾過液量を増大することができるとともに、そ
の後に逆洗を行う必要が生ずるまでの時間を増加・延長
することができ、逆洗を行う回数を低減することができ
た。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて著し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および第１２山）は、それぞれ本発明にか
かる酸洗廃液の濾過方法を実施するために用いる装置の
構成の一例を示す略式説明図；第２図は、本発明にかかる方法の工程の一例を示す略式
説明図；第３図は、本発明の実施例の結果を示すグラフ；第４図
＋ａ）および第４図（ｂｌは、従来の酸洗廃液の濾過方
法を示す略式説明図；第５図ｉａｌおよび第５図（ｂｌは、従来の酸洗廃液の
濾過方法の工程および酸洗結果を示す、それぞれ略式説
明図およびグラフ；および第６図＋ａｌないし第６図（Ｃ１は、従来の酸洗廃液の
濾過方法における、マイクロフィルターの中空糸膜の目
詰まり状況を模式的に示す略式断面図である。（Ｑ）　　番！図　　１．。纂２図

Claims

【特許請求の範囲】

酸洗廃液をマイクロフィルターを通過させることにより
、前記廃液中のコロイド状物質を分離・除去する酸洗廃
液の濾過方法であって、前記マイクロフィルターを構成
する中空糸膜の近傍に超音波振動子を設けておき、濾過
操作中に前記マイクロフィルターから中空糸膜に超音波
振動を与えることを特徴とする酸洗廃液の濾過方法。