JPH0386258A - 粒子分級方法及びその装置 - Google Patents

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 この発明は上昇流粒子分級方法及びその装置に関する。

従来の技術 上昇流粒子分級方法は、いわゆる沈降分級法の一種であ
り、流体中に分散している粒子の沈降速度υは、静止流
体の場合、 １８η ここでＤは粒子の直径、ρ及びρ。はそれぞれ粒子及び
分級用分散媒の密度、ηは分級用分散媒の粘度１ｇは重
力の加速度である。

このことから一定の粒子の降沈速度υは粒子と分級用分
散媒との密度差ρ−ρ。に比例し。

分級用分散媒の粘度に反比例し、粒子の直径の２乗に比
例して沈降することがわかる。

ところで前記上昇流粒子分級法では、上部の円筒形部に
連設する下部の逆円錐形部を有する分級管に粒子分散液
を装入し、逆円錐形部の下部から分級用分散媒を流入し
て上昇させ、その上昇速度と等しい沈降速度をもつ粒子
を境にして、大粒子は沈降し、小粒子は上昇して分級さ
れる。

発明が解決しようとする課題 このようなことから、この上昇流粒子分級方法において
は、所定の粒径以下の粒子群を分級するにはその沈降速
度以下の流速をもって分級用分散媒を流入しなければな
らないため、その流入時間は長時間にわたり多量の分級
用分散媒を必要とし、このようにして分級管から溢流し
た分級用分散媒から粒子を回収するに当っては、この多
量の分級用分散媒の処理が必要になるという問題がある
。

そこでこの発明の目的は、前記のような従来の上昇流粒
子分級方法のもつ問題を解決し、流入する分級用分散媒
の量を低減して処理時間を短縮し、分級用分散媒の全体
の量を低減してその処理を容易にすることのできる分級
方法及びその装置を提供することである。

課題を解決するための手段 この発明は、前記のような目的を達成するために、従来
形式の分級管に粒子分散液を装入したうえ、その下部か
ら分級用分散媒を流入して上昇させ、上部から被分級粒
子を含む液を溢流させるに際し、分級管の下部に超音波
を作用させるものである。

さらにこの発明は前記のような分級方法を実施するため
に、分級管の下部の逆円錐形部に超音波を作用させる超
音波発生器を設けている。

そしてその分級管にあっては、逆円錐形部の長さが円筒
形部の直径の１ないし１２倍の間にあり、その内径は円
筒形部の外径の１１５以下となっている。

作　　　用 分級管内に粒子分散液を装入したうえ、同分級管の下部
の逆円錐形部の下部からポンプにより分級用分散媒を一
定の流速で流入して、該分級管内を上昇させ、それと同
時に超音波発生器によって、逆円錐形部に超音波を作用
させ、この分級管において所定の粒子の分級を行った後
、上部の円筒形部から残りの被分級粒子を含む液を溢流
させることとなる。

実施例 第１図に示すこの発明の実施例において、１は分級管を
示し、この分級管１は上部の円筒形部２と、これに連設
する下部の逆円錐形部３とをもっている。逆円錐形部３
の下端には分級用分散媒供給口５が設けられ、この分散
媒供給口５には定量ポンプ４により配管６を介して分級
用分散媒が供給され、円筒形部分２の上端には溢流ロア
が設けられ、この溢流ロアに配管８が連結されている。

そしてこの配管８の出口は図示しない次段階の直径がよ
り大きい円筒形部を有する分級管の逆円錐形部の分級用
分散媒供給口に連結され、このようにして粒度区分に応
じて順次直径が大きくなっている分級管をもつものを複
数個配置することとなる。

前記のような分級装置は従来のものと変るところがない
が、この発明の分級装置にあっては、逆円錐形部３の下
部に超音波を作用する超音波発生器ｌＯが設けられ、こ
の超音波発生器１０は内部に液体が収納された水槽１１
を形威し、この水槽１１内にさらに超音波伝達用補助水
槽１２が収容され、この補助水槽ｌｚ内に分級用分散媒
供給口５を含む逆円錐形部３が収容されている。

前記のものにおいて、円筒形部２の内径をＤ、逆円錐形
部３の長さをＬ、供給口５の内径をｄとすると、これら
相互の関係は、Ｌ＝（１〜１２）Ｄ、ｄ＜１１５Ｄとな
るのが好ましい、この場合、円筒形部２の長さは特に関
係なく、逆円錐形部３の長さＬが前記より短いと分級精
度が劣化し、また長くとも効果がなく、供給口５を前記
のようにすることにより、分級操作時に堆積しない等の
ことがわかった。また超音波発生器ｌＯの出力は３０〜
２００Ｗとするのがよく、その中でどのような出力とす
るかは、分級管１の大きさによって決まり、また水槽１
２内における逆円錐形部３の長さは逆円錐形部３全体の
長さの約２７３以下とするのがよいが超音波発生器ｌＯ
の出力及び分級管の大きさ等によってその範囲内から選
択される。

前記のようｆ１分級装置によって分級作業を行うに当っ
ては、分級管１内に粒子分散液を装入したうえ、逆円錐
形部３の分級用分散媒供給口５からポンプ４により、配
管６を介して分級用分散媒を一定速度で流入させるとと
もに、超音波発生器ｌＯで発生した超音波を水槽１１．
１２中の水を介して逆円錐形部に作用させる。このよう
にして超音波の作用下に分散媒は分級管１内を上昇し、
この間分散媒の流速より大きな沈降速度を有する粒子は
勿論、それより小さ１２沈降速度のものであっても特定
範囲内の粒子が分級され、このようにして同一流速すｆ
ｌわち同一流量の分散媒により、従来のものが分級した
粒度以上の粒子を分級することとなる。

この場合被分級粒は、染料、化粧品用素材、薬剤、鉱物
、セラミックスまたは合成ダイヤモンドからなり、その
粒径は４０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の粒径を
有するのがよい。

発明の効果 この発明は前記のように、従来形式の分級管に粒子分散
液を装入したうえ、その下部から分級用分散媒を流入し
て上昇させ、上部から被分級粒子を含む液を溢流させる
に際し、分級管の下部に超音波を作用させるので、同一
流量の分級用分散媒を適用することにより従来分級する
ことができた以上の粒度の粒子の分級が可能となり、こ
のことによって分級時間を短縮して、分級用分散媒の量
及び粒子分散液から分級粒子を回収する際の処理量を低
減し、このようにして分級用分散媒が低減されることか
ら、分級された高濃度分級液かえられ、全体として分級
経費を大きく、節約できる等の効果がある。

実験例 前記のような実施例を使用して行った実験例につき説明
する。

分級試料は１１μｍ以下の粒子よりなる合成ダイヤモン
ドであり、分級管１は、円筒形部２の内径Ｄ＝５ｃｍ、
同長さＱ　＝　５　ａｍ、逆円錐形部３の長さし＝４５
ｃｍ、同分級用分散媒供給口５の内経ｄ＝１ｍｍとした
・ （１）第１実験例 前記試料的２ｇを分級管１に入れて０．０５％のメタリ
ン酸ナトリウム水溶液を、ポンプ４によって分級管１内
に流入させ、超音波を作用させない場合と、させた場合
とで分級を行い、その際の分級用分散媒の流入量と、溢
出粒子の最大径との相関関係を求めた。その結果は第２
図において、作用させない場合については曲線Ａ、作用
させた場合については曲線Ｂにみられるとおりである。

Ａの場合の分級分散媒の流入量Ｖ１＝０．４１Ｄ２であ
り、Ｂの場合はＶ２＝０．２８Ｄ２であるから、超音波
を作用させたことによる分級用分散媒の減少割合は、Ｖ
　２　／Ｖ　１　＃０．６８ということになり、約２７
３に低減されたことがわかる。

（２）第２実験例 試料２ｇ、分級用分散媒の流入量を６ｍＱ／ｍｉｎで分
級し、分級管１内に残存した１μｍ以下の粒子の減少情
況を調べた。その結果【ま超音波を作用させた場合は、
７時間で１μｍ以下の粒子はなくなり、作用させなかっ
た場合に粒子がなくなるのに要した時間１ま１７時間で
あった・

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の概略説明図、第２図はこの
発明と従来例とにおける分級用分散媒の流入量と、溢出
粒子の最大径との相関関係を示すグラフである。 １・・・分級管　　　　　２・・・円筒形部３・・・逆
円錐形部　　　４・・・ポンプ５・・・分級用分散媒供
給口 ６・・・配　管　　　　　７・・・溢流口８・・・配　
管　　　　　１０・・・超音波発生器第 １ 図 第２図 ０ 米大の１乏Ｄ （ｆｉｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上部の円筒形部に連設する下部の逆円錐形部を有す
   る分級管に粒子分散液を装入し、逆円錐形部の下部から
   分級用分散媒を流入して上昇させ、円筒形部の上部から
   被分級粒子を含む液を溢流させる粒子分級方法において
   、分級時に逆円錐形部に超音波を作用させることを特徴
   とする粒子分級方法。 ２、上部の円筒形部に下部の逆円錐形部を連設し、円筒
   形部の上部に被分級粒子含有液の溢流口を、逆円錐形部
   の下部に分級用分散媒の流入口を具えた分級管を有する
   粒子分級装置において、前記逆円錐形部に超音波を作用
   させる超音波発生器を設けたことを特徴とする粒子分級
   装置。 ３、分級管は、逆円錐形部の長さが円筒形部の直径の１
   ないし１２倍の間にあり、逆円錐形部の内径が円筒形部
   の外径の１／５以下である請求項２に記載の粒子分級装
   置。