JPH06503509A - ガス粒子の形成 - 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】 ガス粒子の形成 本発明は、液体媒質内にガス粒子を形成する方法、及び装置に関し、また特に、 これに限定されないが、浮遊装置内の液体、又はスラリーへのガス混和に関する ものである。

発明の背景 本発明によるガス粒子を形成する方法、及び装置は、例えば、好気性微生物を使 用する生物廃液の浄化のための空気混和、又は酸素添加、液体、又はスラリーの 予めの空気混和、及び／又は組み合わせた剪断凝集、液体ガス化、及び鉱物、又 は石炭に富む懸濁液のように液体媒質の有効な空気混和を必要とするようないか なる用途にも使用することができる。鉱物浮遊装置の液体、又はスラリーにガス 粒子を形成し、分散させる特定の例について説明するが、本発明方法と装置とは 非常に広い用途に適用することができく。

浮遊選鉱は、低グレードの鉱石から価値物質を濃縮するため使用する方法である 。鉱石を微細に粉砕後、又は粉砕中、この鉱石を水に混合してスラリーを形成す る。化学物質をこのスラリーに加え、含まれている種々の鉱物質間の表面特性の 相違を選択的に増大させる。次に、このスラリーに豊富に空気を混和し、好適に は（疎水性の）鉱物質を泡に付着させて浮遊させ、この鉱物質の付いた泡を次の 処理のために除去する。

この浮遊選鉱の性能の重要な因子は、スラリー内に分散しているガス粒子、又は 気泡の寸法、容積、及び分布である。本発明は、プロセスによって必要なガスの 流量に関せず、ガス粒子の希望する寸法を容易に制御でき、ガス粒子を比較的均 一に分散させることかできるガス粒子形成方法と装置とを提供するよう開発され たものである。浮遊装置の更に幾つかの改良についても記載する。

発明の要約 本発明の一態様による液体媒質内ガス粒子形成方法は、前記液体媒質内に浸漬し た端縁を有する表面にガスの被膜を形成し、 前記ガスの被膜に隣接して、前記表面上に前記端縁に向は指向する液体の流れを 発生させ、 このようにして、使用中、前記端縁に接近し、及び／又は前記端縁から去る際に 剪断力により前記ガスの被膜を破断してガス粒子にすることを特徴とする。

この方法には、前記端縁において前記液体の流れに合流する第２の液体の流れを 発生させる工程を含むのが好適である。

通常、前記第１の液体の流れ、及び前記第２の液体の流れは異なる速度を有する 。また、通常、前記第１の液体の流れ、及び前記第２の液体の流れを前記ガスの 被膜と共に、前記表面の前記端縁に向は加速する。

本発明の他の態様によるガス粒子形成装置は、液体媒質内に浸漬した時供給され たガスの被膜を形成する表面を有する構造体を具え、前記表面に端縁を設け、使 用中、前記ガスの被膜が前記端縁に接近し、及び／又は前記端縁から去る際に、 前記ガスの被膜に隣接して前記表面上に発生し前記端縁に向は指向する液体の流 れによる剪断力によって前記ガスの被膜を破断してガス粒子にするよう前記端縁 を配置したことを特徴とする。

前記端縁を警部の形状に形成し、これにより使用中、前記表面上の前記液体の流 れが第２の液体の流れに合流できるようにするのが好適である。

本発明装置の一実施例では、一端に環状警部を画成する外方に拡大する円周端縁 を有する円形の形態のガスブリフィルミング体を前記構造体に設け、このガスブ リフィルミング体の外面上に前記ガスの被膜を形成するようにする。また、前記 環状警部の外径より僅かに大きい外側逸出直径を育する円形孔の形状の送出口と 液体導入口とを存する室内に前記ガスブリフィルミング体を収容するのが好適で ある。

代案の実施例では、前記構造体が、室内に同心に取り付けた第１中空体と、第２ 中空体とを具え、これ等中空体の外側円周端縁によって、液体とガスとが通る少 なくとも１個の環状間隙を形成させる。これ等中空体の少なくとも一方の外面上 に前記ガスの被膜を形成するようにするのが好適である。また、これ等中空体の 一方の外周端縁と共に環状間隙を形成する終端縁を有する壁をこの室に設けるの がよい。

本発明ガス粒子形成装置の他の実施例では、前記構造体か、湾曲したテーパに、 即ち先細になった外周面を有する円錐体を具え、この円錐体を液体媒質に浸漬し た時、この円錐体上にガスの被膜を形成するようにする。この外面には、この表 面の端縁を形成する少なくとも１個の円周突条を設けるのが好適である。

一層好適な実施例では、円形孔の形状の送出口を有する前記室に内に、前記ガス ブリフィルミング体を収容し、環状間隙を形成するよう前記円形孔の近くに前記 環状警部か位置するよう前記ガスブリフィルミング体を配置する。

使用中前記ガスの被膜を形成する前記外面上にガスを送給するガス分散送出口を 前記ガスブリフィルミング体に設けるのが有利である。自己シール性を有する弾 性材料でこのガス分散送出口を覆う。

本発明の他の態様によれば、内部に収容した液体、又はスラリーに空気混和を行 うための上述のガス粒子形成装置を組み込んだ浮遊装置を設ける。

この浮遊装置を浮遊コラムの形状にし、このコラムの下端に、又は下端の付近に 上述のガス粒子形成装置を配置するのが好適である。

図面の簡単な説明 本発明を一層明らかにするため、添付図面を参照して、好適な実施例を詳細に説 明する。

第１図は、ガス粒子形成装置の一形状を線図的に示す。

第２Ａ図、及び第２Ｂ図は、それぞれ好適な実施例のガス混和ユニットを部分断 面図、及び平面図で示す。

第３図は、他の実施例のガス混和装置の断面を示す。

第４図は、他の実施例のガス混和装置を示す。

第５図は、更に他の実施例のガス混和装置を示す。

第６図は、第５図のガス混和装置を組み込んだ浮遊装置を示す。

好適な実施例の詳細な説明 本発明の好適な実施例に採用する液体媒質内にガス粒子を形成する新規な方法を 第１図を参照して説明する。この方法は、必要に応じて平面、円形、又は円錐形 にすることができる表面ＩＯ上に、第１図に示すようにガスブリフィルミングの 原理、即ち一旦ガスを薄い被膜に形成し、次にこの被膜を破砕してガス粒子を形 成する原理を採用している。断面図で第１図に示す構造体は、液体媒質内に一部 、又は完全に浸漬している。導管１２からの供給ガスは、ガスポート１４を通じ て表面ＩＯ上に進入するが、表面ＩＯ上に液体１６の流れかあるため、この表面 １０上にこのガスの薄い被膜１８を形成する傾向を生ずる。

唇状の端縁２０を表面ＩＯに設ける。液体１６の流れは、この端縁２０に向け、 ガス被膜１８に隣接して表面ｌＯ上を流れる。

ガス被膜１８が表面ｌＯの端縁２０を去る際、液体１６とガス被膜１８との間に 運動量が移動することによって発生する剪断力により、ガス被膜１８は破断して ガス粒子になる。

第２液体２２の流れを発生させるのが好適であり、この第２液体２２の流れは、 表面ｌＯの警部２０で第１液体１６と合流する。これ等液体１６．２２が合流す ることによって、ガス被膜Ｉ８が警部２０を去る際にガス被膜１８と液体媒質と の間に発生する剪断力を増大させることかでき、次にこの合流によって、ガス被 膜１８をこれ等２つの液体の流れに混合させる。通常、これ等２個の液体１６． ２２の流れは、異なる流速を有し、ガス被膜１８と供に警部２０に向は加速され る。この目的のため、図示の構成に、バッフル２４を設け、警部２０に向かう液 体１６．２２の通路を規制する。もし、加速する流れが、ガスブリフィルミング 表面１０から離れる方向に連続する変化を受けると、液体の流れは、警部２０に 到達する前にガス被膜１８を破砕して粒子にしてしまう。

２個の液体の流れを有することは、必ずしも必須のことでなく、単一の液体の流 れ１６ても好適に作用する。この２個の液体を存する構成ては、表面１０の下の 液体団は、最初はほぼ静止しているが、ガス被膜１８と液体１６とか警部２０に おいて表面１０から離れる時、表面１０の下方の液体２２は、警部２０から去る 液体とガス粒子との流れに乗って運ばれる。一般に、ガス被膜１８の速度は、液 体１６．２２の流れより早い。

警部２０の手前、又は警部２０の位置で形成されるガスの粒子、又はガスの泡の 寸法は、液体１６．２２の流れと、ガス被膜Ｉ８との相対速度と、質とによって 殆ど定まる。代表的な平均的な泡の寸法は０．５ｍｍであるか、この寸法は、所 定の装置の形態で、圧力降下か２０〜６０キロパスカルの範囲にある際、毎秒は ぼ６ｍの液体流速で達成される。５０マイクロメートルと２〜３ｍｍのガス粒子 の寸法は、液体とガスとの相対速度を変化させることによって達成される。しか し、液体、及びガスの速度プロフィルか一定であれば、図示の方法、及び構造に よって生ずるガス粒子の容積と、分布とは、はぼ均一に留まる。

次に、第２図、第３図、第４図、及び第５図を参照して、ガス粒子形成装置、又 は空気混和装置の４個の異なる実施例を説明する。

第２図に示すガス分散ユニット、又は空気混和装置の好適な形状は、環状警部２ ８を画成する外方に広がる円周端縁を有する円筒体２６を有する。円筒体２６の 外面３０上に薄いガス被膜を形成させる。ガスブリフィルミング体、即ち円筒体 ２６を室３２内に収容し、この室の壁３７にガス導入口３４と、液体導入口３６ とを設ける。更に、室３２の壁３７に円形孔の形の送出口を設け、この円形孔の 逸出外径を環状警部２８の外径より僅かに大きくする。外方に広かる円周端縁を この円形孔内に収容するようガスブリフィルミング体２６を室３２内に取り付け 、環状警部２８と円形孔の内周との間に環状間隙３８を形成する。この実施例で は、必要に応し、環状間隙３８の幅を変化させるよう、ナツト４０によって円筒 体２６を調整する。

導入口３６を通して接線方向に液体を室３２に入れ、円筒体２６のステムの周り に渦流作用を発生させる。導入口３４から入るガスは、液体より軽いから、遠心 力に起因して、このガスは円筒体２６の外面３０の周りに強制的に集中する。そ の結果、環状間隙３８を通る液体の流れがこのガスの流れに作用して強制的に外 面３０上に薄い被膜を形成させる。液体とガスとが強制的に間隙３８を通るから 、ガス被膜か円筒体２６の警部２８を去る際、このガス被膜は破砕してガス粒子 になり、このガス粒子は、ブリフィルミング液体の流れ４２と、噴出流、即ち剪 断流４４との両方に混合する。

また、スクロール４６．４６ａを通じて環状に、即ち計画したように、ガスを室 ３２内に円筒体２６の外面に噴射する。この代案としてのガス噴射方法では、液 体を接線方向に室に入れて渦流作用を発生させる必要はない。これは、ガスを円 筒体２６の外面３０に直接、噴射できるからである。円筒体２６の外面３０にガ スを送るため採用する後者の方法では、ガス進入口４７を弾性材料４８て覆い、 この弾性材料によって、逆流防止シールを行わせる機能と、ガスブリフィルミン グ作用、即ち一旦ガスを薄い被膜に形成し、次にこの被膜を破砕してガスの粒子 を形成する機能との２個の機能を行わせる。前者の方法では、弾性材料４８によ って、ガス導入口３４を覆う逆流防止シールになるようにする。ガスブリフィル ミング体２６の位置を手動、又は自動的に調整できるようにし、その目的は、種 々の液体対ガス比と、種々の圧力とにおいて、一定、又は可変のガス粒子寸法を 得るためであり、これにより、希望するガス粒子寸法と、次の混合体、及び渦流 のパラメータを得るような範囲内に、導入口と、装置排出口との間の液体圧力降 下を維持することかてきる。

第３図に示す第２実施例のガス分散ユニットでも、液体導入口５２から接線方向 に液体を室５０に入れる。同心に取り付けた１対の中空截頭円錐体５４を室５０ 内に収容する。ガスブリフィルミング体５４の外面５８の静的圧力勾配か減少す る区域に向け、ガス導入口５６．５６ａから室５０内に直接ガスを噴射する。先 に述べた実施例におけるように、遠心力に起因して、このガスは截頭円錐体５４ の外面５８の周りに、強制的に集中する。その結果、空間６２に通る液体の流れ か更に間隙６０に通り、この液体の流れがこのガスの流れに作用して、強制的に ガスブリフィルミング体５４の外面５８上に薄い被膜を形成させる。中空截頭円 錐体５４を室５０内に同心に取り付け、この円錐体５４の逸出端縁、即ち警部５ ７と、室５０の円筒壁５９の周縁逸出端縁とによって環状間隙６０を形成する。

この環状間隙６０を通じて、特定の状態て、必要な速度ロフィルで、液体とガス とはこのガス分散ユニットから逸出する。円錐体５４の外面５８に形成されたガ ス被膜は、警部５７を去る際、破砕されてガス粒子となり、このガス粒子は、次 にブリフィルミング体流６２と、剪断流６４とに混合する。ガスを中空体５４の 一方の面に送ってもよいし、両方の面に送ってもよいことは明らかである。

液体が接線方向に導入口５２に入る場合、代わりのガス導入口６６を通じて、室 ５ｏ内の液体の流れ内に直接ガスを噴射することができる。前に述べた実施例の ように、ガス進入口６８を弾性材料７０で覆い、この弾性材料によって、逆流防 止シールを構成すると供に、ブリフィルミング作用を増大する両方の機能を行わ せる。ナツト７２を使用して、室５ｏ内の円錐体５４の位置を調整することによ って、間隙６ｏの寸法を変えることかできる。従って、前に述べた実施例のよう に、截頭円錐体５４と、室５０の壁５９との相対位置を手動、又は自動的に調整 することによって、種々の液体対ガス比の許で、希望するガス粒子の寸法と、続 いて起きる混合、及び乱流のパラメータとを制御することかできる。

上述したように、第３図に断面図で示すガス分散ユニットは、円形、即ち円筒状 であるが、直線状、又は平板状のガス分散ユニットに僅かな変更を加えることも できる。この代案の構成では、室５０の壁５９を図面から垂直に延在するほぼ平 坦状にし、円筒体５４を図面から垂直に延在する平坦ブレード、即ち平坦羽根の 形状にする。円筒体５４の表面５８のブリフィルミング作用は、接線方向の液体 の流れによって生ずる渦流作用に起因して生ずるのでなく、ブリフィルミング作 用を増大させる弾性材料７０を設けたガス進入口６８と、ガス導入口５６とを通 じて表面５８にガスを直接噴射することに起因する。１個、又はそれ以上の円筒 体５４を採用してもよく、これにより室５ｏの複数個の壁５９によって、又は複 数個の隣接する円筒体によって間隙６０を形成する。複数個のブリフィルミング 体５４を設ければ、ガスブリフィルミング表面積が増大すると供に、制御の融通 性か増す利点かある。

はぼ流れの方向に外方に広がる円周端縁を有する円形、即ち円筒形のブリフィル ミング体は有利である。これは、このようにして形成されたブリフィルミング面 は広い円周面積を有するからである。従って、ガスか外方に広がる円周端縁に向 は流れる際、形成されるガス被膜は一層薄くなり、ブリフィルミング作用を一層 増大する。

第４図は、第３実施例のガス分散ユニット、又はガス粒子形成装置を示す。この 実施例は、円錐形のガスブリフィルミング体６１を具え、外周面６３を点６５ま て湾曲したテーバに、即ち湾曲した先細にする。外面６３の端縁、又は警部を形 成する少なくとも１個の円周突条６７をこの外面６３に設け、使用中、この外面 に形成されたガス被膜か警部６７を去る際、ガス被膜と、この端縁に向は指向す る隣接する液体の流れとの間に生ずる剪断力によって、このガス被膜を破断して ガス粒子にすることかできる。第４図に拡大して一層明瞭に示すように、カスケ ード状に配置した複数個の外面部６３によって形成した複数個の円周突条６７を 外面部６３に設けるのか好適である。上述した実施例のように弾性材料７０で覆 った導入口６９を通じて、ガスを外面部６３に指向させる。この弾性材料７０は 、ガスブリフィルミング作用を増大すると供に、逆流防止シールを構成する作用 かある。

全ブリフィルミング体６１は、通常、例えば液体、又はスラリーのような液体媒 質に浸漬し、液体を汲み上げる液体送給管７１の口部に向はブリフィルミング体 ６１の先端を指向させる。

管７１から逸出する液体をブリフィルミング体６１の外面６１に送り、カスケー ド状の外面部６３上に流す。各外面部６３上に形成したガス被膜上に、外面部６ ３の湾曲した形状に起因する遠心力により液体の流れによって圧力を作用させ、 ガス被膜を警部６７に向は加速させる。ガス被膜か警部６７から去る際、ガス被 膜と液体の流れとの間の運動量の移動により生ずる剪断力によって、ガス被膜を 破断してガス粒子にする。このガス粒子は軽いので、外面部６３から押し出され 、周囲の液体媒質内に分散し、ガス混和が行われる。

各突条、又は警部６７の直ぐ下に、渦巻７３を発生し、これにより液体の第２の 再循環流を発生し、この再循環流は、警部６７における、又は警部の付近の上述 した流れに合流し、縛断作用を強化する。上述の実施例は、外面６３上に液体の 適切な流れを発生させるために、ブリフィルミング体６１を包囲するいかなる付 加的室、又は遮板をも必要としないので、有利である。

第５図は、本発明によるガス混和装置のその他の実施例を示し、調整自在の中空 ステム７６の形の円形、即ち円筒形のブリフィルミング体７４を液体室７８内に 収容する。この液体室７８のケーシング８２の壁に液体導入口８０を設ける。ス テム７６のヘッド９０に外方に広がる截頭円錐面８４を設け、その円周端縁によ って環状警部８６を画成する。截頭円錐面８４の部分８８の表面上に、薄い被膜 を形成するようにする。液体室７８のケーシング８２に円形孔の形状の液体送出 口を設け、その逸出外径を環状警部８６の外径より僅かに大きくする。ヘッド９ ０の截頭円錐面８４をこの円形孔内に収容するよう、ケーシング８２内に調整自 在のステム７６を摺動自在に取り付けて、ケーシング８２内に液体送出口を形成 している円形孔の凸状環状警部９４と、截頭円錐面８４との間に環状間隙９２を 形成する。

使用中、ガスはガス室９８の導入口９６に入り、孔１００を経て中空ステム７６ 内に通る。更に、ガスは、中空ステム７６を上昇し、孔１０２を経てブリフィル ミング体７４のヘッド９０内の室１０４内に入る。次に、ガスは、分散送出口１ ０６を経て截頭円錐面８４のブリフィルミング表面部８８に送給される。通常環 状ゴム座金の形状の自己シール性の弾性スプレーダｌＯ８て分散送出口１０６を 覆い、この弾性材料によって、逆流防止シールを行う機能と、ガスブリフィルミ ング作用を増大する機能との２個の機能を行わせる。使用中、液体、又はスラリ ーと、ガスとの両方を強制的に間隙９２に通し、ガス被膜が警部８６を去る際、 ガス被膜を破砕してガス粒子にし、次に、プリフィルミンク液体流１１０と、ヘ ッド９０の上方の空間１１４からの際循環流、又は剪断流とにこのガス粒子を混 合する。

スラリーとガス被膜との間の流速の相違により、間隙９２内の液体とガスとの界 面にさざ波を発生させ、凸状の警部９４の曲率によって、遠心力を発生する流れ の方向を連続的に変化させる。この遠心力は、警部９４を離れるスラリー内に存 在する個体粒子を移動させる。この移動する固体粒子は、ガス被膜に貫入し、ヘ ッド９０上のブリフィルミング表面部８８に衝突する。

そして、ヘッド９０の上方のガスとスラリーとの混合物の空間１】４内に進入し た後の破断したガス被膜を、この固体粒子が通過する。従って、ガス被膜を通過 して容積１１４内のスラリーの流れに再結合する各固体粒子は、ガス粒子を乗せ て移動するから必要なガスの分散と、剪断作用を強化する泡寸法とを達成する。

凸状の警部９４と、ヘッド９０のブリフィルミング表面部との両方に、例えば、 セラミックコーチングのような耐摩耗コーチングを施す。

案内１１６によって形成した摺動組立体により案内されるステム７６の高さを変 化させることによって、室７８と、空間１１４との間のスラリーの差圧を１０〜 １００キロパスカル間に調整することができる。この案内１１６に取外し可能の スリーブ１１８を設け、ステム７６と案内１１６との間を気密に封鎖する。この 構成にスラリーか進入するのを可撓性ベロース１２０によって防止する。この可 撓性ベロース１２０の一端は、圧縮座金１２２と、ナツト１２４とによって保持 され、他端は、案内１１６に設けたフランジと、ケーシング８２の底板１２６と によって保持される。ステム７６を位置決めする作動機構（図示せず）を手動に してもよいし、自動にしてもよく、中空ステム７６を通じてガス室９８内にスラ リーが進入するのを、弾性材料から成る自己シールスプレーダ１０８によって防 止する。自己６決めロッド１２８をパツキン１３０に貫通して室９８から突出す る。室９８内の空気送給圧力は、通常、室７８内のスラリーの圧力に等しいか、 僅かに高い。

この実施例のガス混和装置では、例えば０と７５％との間の操作値にスラリー内 の固体粒子の割合の関数として、間隙９２を変化させることにより、泡の寸法を 制御することができる。

間隙９２内のスラリーの速度が毎秒１．５ｍと１２ｍとの間にあり、表面８８に 形成したガス被膜内のガスの速度か毎秒３４０ｍまでである場合、０．２ｍｍと ３．０ｍｍとの間の寸法範囲内の泡寸法が得られるよう、室７８と空間１１４と の間の差圧を変化させることができる。生じたガス粒子、即ち泡の群は、間隙９ ２からの続いて生ずるスラリーの流れと、空間１１４からのスラリーとガスとの 混合物の再循環流１１２とに均一に混合し、分散したガスの容積と、この装置に 通るスラリーとの間の比は、６対１のような高い値になり得る。

第５図に示す実施例のガス混和装置はただ１個のブリフィルミング体７４を存す る。しかし、ブリフィルミング表面積を増大させるためには、ブリフィルミング 体７４に同心に円環体状の付加的なブリフィルミング体（単数、又は複数）を設 けることかできる。

最少のエネルギー消費量で、性能を向上させるよう、鉱物、又は石炭濃縮プロセ スのための浮遊装置と組み合わせて、上述のガス分散ユニットを使用することか できる。上述のものに類似するガス分散ユニットを採用する浮遊装置を説明する 。

第６図に示す浮遊装置は、第５図に示すものに類似するガス分散ユニツＩ・、即 ちガス混和装置１４０を細長いライザー１４２の下端に採用する。ガス導入口１ ４１を通じて、このガス混和ユニット１４０内にガスを射出し、スラリー送給管 １４３を通じてスラリーをこのガス混和ユニット１４０内に送給する。

ライザー１４２は、高密度のポリプロピレン（ＨＤＰ）管部分を含む種々の材料 から構成することができ、３０ｍの長さになるまで、これ等管部分の端部と端部 とを接合する。ライザー１４２と、ガス分散ユニット１４０との間に、ライザー １４２より直径か大きい反応器容器１４４を設ける。この反応器容器１４４は、 通常、内側にセラミックをコーチングした肉厚の軟鋼板で製作する。このガス混 和ユニット１４０は、反応器１．４４内に排出して、毎秒１０ｍまでの高い剪断 速度を発生する。ガスの泡はそれに乗せた粒子と共に、ガス混和ユニット１４０ から通常半径方向に排出し、反応器】４４内のスラリーとガスとの混合体に、こ の粒子を乗せたガスの泡を均一に分散させる。

均一な分散を容易にするが、同時にガス粒子と再結合して太きな泡を形成するの を容易に防止するよう、反応器１４４の寸法と、形状とを定め、流れの運動のエ ネルギーの大部分をこの反応器の容積内で消散させるようにする。このようにし て、通常、反応器１４４は強い乱流か存在する浮遊装置の一部に過ぎなく、この ユニット内の流れの残部は、著しく静止している。

ガスとスラリーとの混合体は、ライザー１４２を通り、ライザーの頂部の拡大端 部１４６を通って上昇するが、このガスとスラリーとの混合体か分離ユニット１ ５０の空間１４８内に去る時、ライザー１４２の排出口部で、スラリー液体から ガスの気泡か分離されるよう十分に、この混合体をスローダウンさせる。このよ うに独立しようとするスラリー液体は、泡から分離して外側容器１５２内に流出 する。このスラリー液体は、この外側容器！５２から、再循環管１５４を通じて 、ガスか混和していないバルブとしてガス混和ユニット１４０内に復帰循環する か、管１５６を通じて、滓として除去される。

ライザー１４２内のガスとスラリーとの混合体の流れは、通常、乱流の無い成層 流であり、有効な鉱物質の捕集のために必要な条件を提供している。８５％まで 、更に普通には５０〜７０％までのエアリフト状態によって、泡の多い状態が常 時維持される。ライザー１４２内のガスとスラリーとの混合体の速度は、毎秒、 ０．１〜２．０ｍ、更に普通には毎秒、０．３〜１．０ｍの範囲内に維持される 。このガス混和ユニットの液体導入口の全スラリー〇液柱の圧力に結びついた上 記のような高いエアリフト値の直接の結果として、このガス混和ユニット１４０ によって「観察されるｊ低い排出圧力に起因し、十分な圧力降下を発生し、ガス の気泡の分散と、この浮遊装置を通ずるスラリーの再循環とを生せしめ、これに よりガスエネルギーを使用して全体のプロセスを駆動する。外側容器１５２の口 部をライザー１４２の口部に対し十分大きくし、ガス混和が行われていないスラ リーの速度を十分低く保持し、ガスが再循環回路内に再捕捉されるのを防止し、 又は滓として排出する。

滓送出管１５６によって形成した堰構造により、ライザー１４２の排出口部の下 に、外側容器１５２内のバルブレベルを維持する。外側容器１５２内の再結合バ ルブレベルが、ライザー１４２の拡大端部１４６の口部の上に決してならず、通 常０゜０５〜０．２５ｍ以下になるよう、滓送出管１５６の大気排出部を位置決 めし、これにより、バルブ摂取により乱流を発生する原因となるライザーの底部 圧力の増大がないようにし、ライザー内の再循環を避けるようにする。

外側容器１５２の頂部フランジに連結した平行ダクト１６２を通じて上昇する深 い泡層１６０をライザーから排出された泡によって形成する。この泡ダクト１６ ２を垂直に隔壁で分離し、泡の大きな再循環を防止する。泡の大きな再循環は、 価値物質か大きく失われることになり得るものである。泡ダクト１６２を形成す る１個、又はそれ以上の部分を取り外すことにより、又は種々の高さの泡ダクト を設けることにより、泡の高さを変えることかできる。

泡ダクト１６２の上方に泡洗浄システム１６４を設け、ポート１６５を通じて設 けたマニフォルドからの添加物混合水の分散する流れによって、この泡を洗浄す る。泡洗浄システム１６４に泡除去システム１６６を組み合わせてもよく、この 泡除去システム１６６によって最終濃縮物を捕集し、貯蔵、及び／又は更に処理 するため、送出口１６８からこの最終濃縮物を排出する。

ガス混和ユニット１４０内にブリフィルミングの間隙を増大し、又は減少させる ことにより、スラリー圧力降、下を変化させ、最循環速度と同時に、泡寸法を制 御することかできる。最循環するスラリーの容積が、予測されるスラリーの送給 流れの４〜２０倍になるように、この浮遊ユニットの通常の寸法を定める。

このことは、現在のブラクチスである「単一バス」について重要な利点であり、 これにより、価値物質が付着する可能性を高め、従って、緩やかに浮遊する価値 物質の回収を増大することができる。更に、このガス混和装置に通るスラリーの 流量は、作動圧力降下のみによって指示されるから、その数値は、送給圧力の変 化に影響を受けない。これは、スラリーの再循環流量は補正するように変化し、 ガスの分散特性を不変に維持するからである。上述の要旨から得られる付加的利 点として、この浮遊装置における滞留時間は、通常例えば３０〜１２０秒のよう な短い時間である。

バルブを送給する代わりの方法は、再循環管１５４の頂部の送給導入口１７０を 使用すること、及び／又は容器１５２に直接送給する送給管１７２を使用するこ とである。再循環管１５４の頂部への送給流体の排出量が、滓送出管１５６への 進入量に全体的に釣り合わなくなった時は、送給管１７２を使うことができる。

再循環管１５４には、制御弁１７４を設け、ガス混和ユニット１４０に送り込ま れるスラリーの流量を制御することができる。

第６図の浮遊装置は、ただ１個のガス混和ユニットを採用しているが、必要なら 、２個、又はそれ以上のガス混和ユニットをライザー１４２に結合することかで きる。この場合、各ガス混和ユニットは、ガス分散のための自分自身の反応器容 器を具える。必要なら、１個の浮遊装置に、１個、又はそれ以上のライザーを組 み込むことかできる。更に、反応器とライザーと共にガス混和ユニットを設ける 原理は、通常の浮遊コラムに採用することかできる。この場合には、再循環する バルブと泡との界面のすぐ下のコラムの静止帯域からの濃縮スラリーを使用し、 コラムに隣接してライザーを配置する。このライザーは、適当に変更した通常の 浮遊装置のライザー内に設置することもてきる。

ガス粒子形成方法と装置との好適な実施例、及び浮遊装置の種々の改良について 詳細に説明したか、上述の実施例、及びそれ以外のものについても、本発明の基 本的原理を逸脱することなく種々の変更を加え得ることは、この分野の当業者に とって明らかである。例えば、ガス粒子形成装置の上述の４個の実施例では、全 て円形、即ち円筒状の構造を採用しているか、ガスブリフィルミング表面の形状 は、例えば、単数、又は複数の平坦な羽根、又は平坦なブレード上に形成した平 板状でもよい。

しかし、円形、即ち円筒状か、コンパクトな構造となるため、好適である。更に 、本発明のガス粒子形成装置は、多くの他の形式の浮遊装置、及び液体媒質の有 効なガス混和を必要とする多くの他の用途に採用することかできることは当業者 にとって明らかである。このような全ての変更は、上述の記載、及び請求の範囲 から決定される本発明の範囲内にある。

フロントページの続き （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＴ、　ＬＵ、　ＮＬ、　ＳＥ）、０Ａ （ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ 、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ５，ＤＥ、 　ＤＫ。

ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、ＭＣ， ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＳＤ、　ＳＥ、　ＳＯ，ＵＳ

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．液体媒質内にガス粒子を形成するに当たり、前記液体媒質内に浸漬した端縁 を有する表面にガスの被膜を形成し、 前記ガスの被膜に隣接して、前記表面上に前記端縁に向け指向する液体の流れを 発生させ、 このようにして、使用中、前記端縁に接近し、及び／又は前記端縁から去る際に 剪断力により前記ガスの被膜を破断してガス粒子にすることを特徴とするガス粒 子形成方法。
2. ２．前記端縁において前記液体の流れに合流する第２の液体の流れを発生させる 工程を含む請求の範囲１に記載のガス粒子形成方法。
3. ３．前記第１の液体の流れ、及び前記第２の液体の流れが異なる速度を有する請 求の範囲２に記載のガス粒子形成方法。
4. ４．前記第１の液体の流れ、及び前記第２の液体の流れを前記ガスの被膜と共に 、前記表面の前記端縁に向け加速する請求の範囲３に記載のガス粒子形成方法。
5. ５．前記ガスの被膜の速度が前記第１の液体の流れ、及び前記第２の液体の流れ の速度より早い請求の範囲４に記載のガス粒子形成方法。
6. ６．液体媒質内に浸漬した時供給されたガスの被膜を形成する表面を有する構造 体を具え、前記表面に端縁を設け、使用中、前記ガスの被膜が前記端縁に接近し 、及び／又は前記端縁から去る際に、前記ガスの被膜に隣接して前記表面上に発 生し前記端縁に向け指向する液体の流れによる剪断力によって前記ガスの被膜を 破断してガス粒子にするよう前記端縁を配置したことを特徴とするガス粒子形成 装置。
7. ７．前記端縁を唇部の形状に形成し、これにより、使用中、前記表面上の前記液 体の流れが第２の液体の流れに合流できるようにした請求の範囲６に記載のガス 粒子形成装置。
8. ８．一端に環状唇部を画成する外方に拡大する円周端縁を有する円形の形態のプ リフィルミング体を前記構造体が具え、このプリフィルミング体の外面上に前記 ガスの被膜を形成するようにした請求の範囲７に記載のガス粒子形成装置。
9. ９．前記環状唇部の外径より僅かに大きい外側逸出直径を有する円形孔の形状の 送出口と液体導入口とを有する室内に前記プリフィルミング体を収容し、環状間 隙を形成するよう前記円形孔の近くに前記環状唇部が位置するよう前記ブリフィ ルミング体を配置した請求の範囲８に記載のガス粒子形成装置。
10. １０．使用中前記ガスの被膜を形成する前記外面上にガスを送給するガス分散送 出口を前記プリフィルミング体に設け、前記ガス分散送出口を覆う自己シール性 を有する弾性材料を設けた請求の範囲９に記載のガス粒子形成装置。
11. １１．前記環状間隙の寸法を変化させるよう前記円形孔に対する前記環状唇部の 位置を変化可能に構成し、これにより、使用中、発生するガス粒子の寸法を変化 させる請求の範囲１０に記載のガス粒子形成装置。
12. １２．前記請求の範囲６〜１１のいずれか１項に記載のガス粒子形成装置の形の ガス混和ユニットを組み込んだ浮遊装置。
13. １３．下端に設けた前記ガス混和ユニットを有する細長いライザーを具え、これ により、使用中、乱流が無く前記ライザー内に強いガスリフトを発生する流れを 生ぜしめる請求の範囲１２に記載の浮遊装置。
14. １４．前記ガス混和ユニットと前記ライザーとの間に前記ライザーより横断面積 が大きい反応器容器を具え、使用中、この反応器容器により、均一なガスの分散 を容易にし、内部に形成されるガス及びスラリーの混合体内にガス粒子が再結合 するのを最少にする請求の範囲１３に記載の浮遊装置。
15. １５．前記ライザーを上昇する前記ガス及びスラリーの混合体の流れが更にスロ ーダウンするようにした拡大端部を前記ライザーの上端に設け、これにより、使 用中、前記ライザーの排出口で泡の形のガス粒子が前記ガス及びスラリーの混合 体から分離するよう十分にこのガス及びスラリーの混合体をスローダウンさせる 請求の範囲１４に記載の浮遊装置。
16. １６．前記ライザーは前記浮遊装置の分離ユニットに排出を行い、この分離ユニ ットから回収された分離されたスラリー液体を前記ガス混和ユニットを通じて再 循環し前記ガス粒子に価値物質が付着する可能性を増大する請求の範囲１５に記 載の浮遊装置。
17. １７．前記ライザー内に発生したエアリフトによって前記ガス混和ユニットの排 出流体に十分低い圧力を作用させ、前記ライザーの高さにほぼ等しい高さの再結 合スラリーの高さによって加圧される前記ガス混和ユニットと前記液体導入口と の間に生ずる差圧に起因し必要な泡の寸法、ガスの分散、及びスラリーの再循環 を達成する請求の範囲１６に記載の浮遊装置。