JPH07503402A - 鉱物質スラリの濾過装置 - 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】

鉱物質スラリの濾過装置 発明の背景 本発明は、一般に液体キャリアから微粒子を濾過する装置に関し、より詳細には 微粒子サイズのコール、金属鉄鉱石等のスラリだけでなく、カオリンクレイ、炭 酸カルシウム類等のような工業的な鉱物質を含む非常に微細なサイズの鉱物質類 の水性スラリを脱水するための改良された装置に関する。 多数の鉱物質類を加工する際に濾過により脱水を行うステップが通常利用される 。このような要件は、粗原料が、それが意図される特別な用途用として影響を受 けやすい精製された製品を最終的に供給するために、変色剤のような望ましくな い不純物を除去することを意図する一連のステップによる処理を一般に受ける、 カオリンクレイや粉砕された炭酸カルシウム類のような工業的な粗原料の加工を 考慮することにより例示される。例えばカルシウムの場合には、このような選鉱 はある場合には例えば空気浮選による乾燥加工技術により達成されることがある 。 しかしより一般的には、特に除去されるべき不純物や混入物が鉱物質と化学的に 結合しあるいは緊密に連係している場合には種々のタイプの湿潤プロセスが使用 される。これらは、泡浮選、還元的及び酸化的漂白及び高強度磁気分離のような 周知のプロセスを含む。湿潤分級に加えて、これは上述の目的のいくっがを達成 する選鉱ステップとしても認識できる。 従って初期出発物質が約１〜２％のチタニアを含む粗沈澱カオリンクレイである 典型的な操作では、該粗原料はチタニア含有量を０．８重量％未満まで減少させ るために分離プロセスに掛けることがある。より一般的にはチタニアは約０．２ から０．８の範囲に減少される。このような目的に泡浮選プロセスが使用される と、前記クレイは、当初混練されかつクレイの水性アルカリ懸濁物を形成するこ とにより状態調節が行われる（水酸化アンモニウムによりｐＨが約７〜１０に調 整される）。前記Ｑｉ物は、珪酸ナトリウムのようなこのような目的に有用であ ると知られている種々の化合物を解膠剤として含むことがある。他の有用な試薬 は、好ましくは約５００から１００００の範囲の平均分子量を有するポリアクリ ル酸又はポリメタアクリル酸の水溶性塩を含む。オレイン酸又は他の補収剤が状 態調節プロセスの間に添加される。利用できる浮選操作の詳細については米国特 許第３，９７４，０６７号を参照のこと。上述のタイプの浮選処理の他の態様に ついてはクンディの米国特許第３，４５０．２４５７号及び米国特許第２，９９ ０，９５８号及び第３．１３８，５５０号を含む従来技術において多数見出すこ とができる。 先行する一連の説明のうちの泡浮選の目的はチタニアを除去することであり、従 って比較的希釈された形態のスラリを通過させること及びクレイを高強度の磁界 例えばマーストンの米国特許第３．６２７．６７８号に開示されたタイプの磁気 分離機による磁界を通して分散させる（典型的には固形分が約３０％）ことを含 む他の技°　術を浮遊に代えて又はそれを補助するよう利用できる。このような デバイスは収容された磁石が１２キロガウス以上の高強度の電界を提供できるス テンレススチールウールで充填されたカニスタを含んで成っている。例えばノッ トの米国特許第３．９７４，０６７号を参照すると分かるように、泡浮選は磁気 分離と併用して付加的な効果を達成できる。 カオリンクレイの輝度及び白色度を改良するための他の一般的に使用される方法 は化学漂白を含む。これに関連して粗クレイ中の変色不純物の主要源の１種は鉄 の不溶性酸化物の形態を取っていることを注目すべきである。従って該不純物を 除去するための一般的な漂白技術は、クレイを水性スラリにし、該スラリのＰＨ を３．０から４．０のオーダーの酸性とし、次いでヒドロ亜硫酸のスラリ溶性塩 を添加することを含む。この操作の一般的な目的は還元的漂白剤として機能する ５２０４イオンを提供することである。このようなイオンはスラリ中に存在する 第二鉄化合物を第一鉄の形態に還元する機能を有し、第一鉄は容易に溶解し、従 って引き続く洗浄、脱水及び濾過操作により除去できる。 粗カオリンに適用できる更に他のタイプの選鉱処理は高温焼成を含む。カオリン 加工及びカオリン製品の当業者は、所謂焼成カオリンと焼成を受けておらず従っ て従って一般に「含水」カオリンとして参照されるカオリンとを比較的鋭く区別 することをここで指摘しておくことは有用である。このような用語に関して、カ オリン製品及び加工の分野に関する多数の従来特許を含む従来文献は、しばしば 用語「含水」を焼成を受けていないカオリン、より詳細にはカオリンの基本的な 結晶構造を損なう温度である約４５０°Ｃを越える温度にされていないカオリン を意味するものとして使用されていることに注意すべきである。これらの所謂「 含水」カオリンは、例えば泡浮選、磁気分離、機械的離層、粉砕又は類似の粉砕 手段に関する選鉱を受けているが、結晶構造を損なうことのある上述の加熱は受 けていない粗カオリンから製造される。 しかし正確な技術的見地からは、これらの物質を「含水」と記載することは不正 確である。より詳細にいうと、カオリナイト構造中には実際には水分子は存在し ない。従って前記構造は２ＨｚＯ０Ａｌｚ０２．２ＳｉＯｚとして恣意的に記述 できる（そしてしばしばされる）が、カオリナイトはほぼ次の組成つまりＡＩ。 （ＯＨ）　４　Ｓ　ｉｚ　ｏｓ　（今引用した含水形態と同等である）のアルミ ニウムハイドロオキサイドシリケートであることは周知である。カオリンが一旦 焼成を受けるとこれは本明細書の目的では一定時間４５０℃以上の加熱を受けて 水酸基が除去されることを意味し、カオリナイトの結晶構造は破壊される。従っ てこのように焼成された物質は正しくは「カオリン」として参照することはでき ない、従って本明細書の以下の記述では、他に指示がない限り、品質の表示（「 焼成カオリン」のような）なしに「カオリン」又は「カオリナイト」の用語を使 用しているときは、このような用語は必然的に物質の初期構造が保持されている ことを暗示する。従って本明細書で使用される品質表示がされない用語「カオリ ン」は技術的に不正確である（しかし汎用される）従来の使用法である「含水カ オリン」を又ときには単に［含水クレイＪと等価であると考えられる。 焼成りレイの詳細な説明及びその製造方法は多数の従来特許中に見出すことがで きる。これに関連して特別に参照できるのは、ブロクター・ジュニアへの米国特 許第３，０１４，８３６号、ファンスローらへの米国特許第３，５８６．５２３ 号及びＡ、　Ｄ、マノコネルら−・の米国特許第４，３８１，９４８号である。 焼成りレイを生産する記述された操作は、前記マノコネルらの特許で詳述され、 実質的に本譲受人であるイーシ−シー・アメリカ・インコーポレーテノドの商業 的に入手できる製品ＡＬＰＨＡＴＥＸ　（登録商標）に対応する製品を提供する 。現在の焼成りレイ技術の例示である前記操作では、粗カオリンクレイは混練さ れ分散されて水性懸濁物を形成する。該混練されかつ分散された水性スラリは粒 径分級を受け、これからクレイの微細な分別スラリか回収される。その後、この クレイは凝集され、濾過されかつスラリとして再分散され更に乾燥されることに より脱水され、あるいは分級されたスラリは例えばスプレー乾燥により直接乾燥 することにより脱水される。 ファンスローらの特許及び他の箇所で述べたよ・うに、概説した通り焼成りレイ プロセスは前述したような付加的な選鉱ステップ例えば泡浮選、高強度磁気分離 等の使用により補完できる。 前述のことから、所謂含水クレイの又は焼成されたクレイの何れの加工を考慮し ている場合でも、その加工の種々のポイントで濾過による脱水は共通かつ必要な ステップであることは明らかである。カオリン工業の優先的な運転は、後述する ように他の機器も使用できるが、回転真空フィルター（ＲＶＦ）により達成され るような濾過を要求する。このような装置の使用によるカオリンスラリの脱水は 酸性（３，０〜３．５のｐ！（）の凝集用条件で達成される。最も一般的には脱 水プロセスが漂白に続き、約１３０°Ｆへの加熱及び回転真空ドラムフィルター を使用する濾過を伴う。典型的にはこの技術は５６〜６２％の固形分の生成物ケ ーキを生成し、工業的な標準であると認識される。 プレート及びフレームのプレスの使用による脱水も酸性（３，０〜３．５のｐＨ ）の凝集の低固形分（２０〜３０％）条件で達成される。この技術は７０〜７２ ％の固形分の生成物ケーキを製造するが、一般的にコスト的に有効であるとは考 えられていない。近年の自動化はこのタイプの装置の経済的不都合を幾分か補っ ている。 例えばイングランド、コーンワオール、セント・アラステルのイージーシー・イ ンターナショナル・リミテッドに譲渡された米国特許第３．７５３．４９８号、 第３，７５３．４９９号及び第３，７８２，５５４号を含む一連の特許には、管 プレスが記載され、これはカオリン及び類（以の非常に微細な粒径の鉱物質を濾 過する際にも有用である。 ここでも脱水は酸性（３，０〜３．５のｐＨ）の凝集かつ低固形分条件で達成さ れる。 該技術は７５％の固形分を有する生成物ケーキを製造するという利点を有するが 、不幸にもメンテナンスが面倒でコストも高い。 その５０重量％以上が０．５μｍ未満であるような粒径分布（ＰＳＤ）を有する カオリンのような非常に微細な粒径の鉱物質の分散したスラリを効果的に濾過す る従来の濾過技術の無能力さの既知の例外の１つは、所謂電気的に改良された真 空フィルター（ＥＡＶＦ）の使用を含む。これに関連して、ミクソンらの米国特 許第４，２４６，０３９号のそのような使用を参照できる。ＥＡＶＦの使用は分 散した（７．０〜９．０のｐＨ）３８〜４０％の固形分の供給スラリの濾過を可 能にし、該フィルターは７５〜８０％の固形分の生成物ケーキの生産もできる。 ＥＡＶＦ技術は凝集したカオリンを効果的にｉＩｔ通できない技術である。これ らの利点のため、前記濾過技術は広く利用される商業的な使用になると考えられ たが、明白にそうなってはいない。これはデバイス（これは膜と適切に相互作用 を行う電界を供給するという原理に起因する）の複雑性及びこのようなデバイス を維持し操作する付随する高いコストにより説明される。簡単に述べると、前記 デバイスは信転性があるとはいえず、又広く適用するための経済的な実現可能性 がない。 クレイの脱水への適用を見出されている他の技術は単純な熱による蒸発である。 この技術によると、６０％固形分の濾過された生成物を、スラリの固形分が７０ ％に達するまで、熱的に蒸発させることができる。この技術は用途によっては特 別な興味があるが、種々のニーズ及びカオリン加工工業のような工業で要求され る使用条件に応えることができない。 脱水の更に他の技術は遠心分離の使用を含む。これらのシステムは特に２０〜３ ０％の範囲の供給物及び５０％の範囲までの生成物の脱水に非常に効果的である 。これらの限界に達すると、スラリの粘度及び機械的速度の圧迫がコストの有効 性を減少させかつ性能を受け入れられない低いレベルまで減少させる。 前述の説明はカオリンの選鉱のユニークな態様に関し特に行ったが、微細な粒径 の鉱物質スラリの脱水の必要性は多くの他の環境でも起こる。例えば近年では、 沈澱した炭酸カルシウムＩ（ＰＣＣ’　ｓ）の使用が製紙業において増加してい る。 このようなＦＣＣ’　ｓの製造及びそれの取扱い及び船積の両者の間に高固形分 含有量の水性スラリを調製するか与えられたスラリの固形分含有量を増加させる ことがしばしば望ましくなる。いずれの場合にも、効果的な濾過方法が広く探究 されている。 何年にも亘ってセラミック濾過の概念が粒子状鉱物質のスラリを含む一連の物質 を脱水する方法として知られ、このような濾過技術は比較的粗い鉱物質の脱水及 び濾過用として世界各地で商業的に使用されている。セラミック濾過の分野のあ る種の最近の発展は比較的粗いサイズの鉱物質の濾過に非常に効果的であると証 明されたセラミックフィルターの構造を提供した。これに関して特に国際出願Ｗ Ｏ３８１０６４８０、ＷＯ３８１０７４０２及びＷ　Ｏ８８１０７８８７を参照 できる。これらの出願に記載されたセラミック濾過要素は下に位置する多孔質サ ポート層及び上に位置する多孔質濾過層により特徴付けられる。サポート層の平 均孔径の濾過層のそれに対する比は約２から５０の範囲である。サポート層の孔 径は４〜５０ｔＩｍのオーダーであり、濾過層のそれは約０．５から３μｍであ る。特に濾過層では孔は比較的均一であり、つまり分散度が非常に狭く（示され た範囲内）、決められた泡立ち点で確実に操作でき、濾過の間に無視できる空気 がフィルターを通過し、これにより非常に高い効率で濾過を達成できる。従って 濾過層では実質的に全ての孔が０．５から３μｍの範囲である。更にこれらのセ ラミックフィルター物質の組成及び調製に関する詳細は上記刊行物に記載され、 その全記載は参照することによりここに組み入れられる。 従来これらの物質の使用はサイズの範囲が約１μｍあるいは（一般に）それより かなり大きいサイズの比較的粗い粒子状鉱物質に限られていた。カオリンのよう な鉱物質の場合、平均粒径が実質的に１μｍ未満であり、粒子の大部分の量が〈 ２μｍであり、かつそれから前記カオリンが濾過されるべきスラリか分散した又 は完全に分散した状態のカオリンを含む、このような物質のＩ＋！過を効果的か つ成功裏に商業的スケールで（ｊうことは従来は実際的でないことが証明されて いる。 これが実際に何故力オリン工業で実行される大量の濾過が濾過に先立つステップ として凝集の使用を必要とするかの理由である。従来技術及び特許等の考慮がこ の点を十分に論証する。 凝集が複雑で付加的なステップをカオリン加工に導入する事実は別として、これ は他の望ましくない化学種をスラリ中に添加する効果も有し、例えば凝集は、そ れが後の中性化を必要とすることに起因してプロセスの化学を更に複雑にする硫 酸又は他の酸を導入する種の添加である酸性化により通常達成される。後者の結 果は大量の洗浄を行わない限り融剤の形成であり、これは実際に凝集及び従来の 濾過の他の結果の１つである（融剤は加工されているカオリンが焼成剤フィート として意図されている場合に大きな関心がある）。 我々の米国特許第５，０９８，５３８号の教示によると、湿潤分級ステップがそ の少なくとも５０重量％がημｍＥＳＤであり、実質的に１００重量％が１０％ ｍＥｓＤであるようなＰＳＤを有する分級されたカオリンフラクションを与え、 分級されたカオリンの水性スラリの少なくとも一部が濾過により脱水される粗カ オリンの選鉱用プロセスに適用できる改良が提供された。我々の該改良によると 、少なくとも１又は２以上の濾過ステップが水性カオリンスラリをセラミツタフ ィルタープレートを通して流すことにより行われる。該フィルタープレートは多 孔質サポート層及びその上に位置する多孔質濾過層により特徴付けられ、前記濾 過層物質及びベース層の物質のそれぞれの平均孔径の比は約２から５０の間であ る。濾過層の孔径は約１から３μｍの範囲であり、ベース層の孔径は約４から５ ０ｔＩｍの範囲内である。フィルタープレートを通る流れは濾過層の方向がらベ ース層に向がい、かつ前記流れはフィルタープレートを通る流体圧の差を確立す ることにより、好ましくは水が吸引されるフィルタープレートのサイドに真空又 は部分真空条件を通用することにより、生じる。濾過を受けるカオリンは処理さ れているスラリ中に実質的に完全に分散され、該スラリのｐＨは約６．０から８ ．０の範囲内とすることができる。濾過を受けるカオリンは凝集状態又は部分的 な分散状態とすることもできる。より一般的には、該発明で処理されるスラリの ｐＨは約２がら１ｏの広い範囲のどこにあってもよい。 米国特許第５，０９８，５３８号の方法は、その少なくとも９５重量％が１μｍ ＥＳＤ未満であるようなＰＳＤを有するフラクションを分級ステップが提供する グレイカオリンを処理するために使用してもよい。このフラクションは分散され たスラリの高強度磁気分離を受けさせたものでも良く、磁気分離機からの流出物 は凝集ステップを介在させずにセラミックフィルターに通しても良い。同様に例 えばオゾンの使用による酸化的漂白ステップをグレイカオリンの磁気分Ｉｌｌの 上流で使用しても良い。セラミックフィルターからの部分的に脱水されたスラリ をスプレー乾燥して引き続く焼成用のフィードを与えることができる（生成物が が焼成を意図しているときは酸化的漂白は使用しない）。 より一般的には我々の先行特８′＋の方法は任意の粗く又は細かいグレイカオリ ンを処理するために使用できる。これらのカオリンは還元漂白では選鉱できず、 良好に凝集もしない。しかし該発明は、混練、デグリソト、磁気分離、オゾン処 理、分級及び脱水のようなステップの１又は２以上を含むことのできるプロセス でこれらのグレイカオリンの選鉱を容易にする。 凝集したカオリンの場合には、磁気フィルターからの部分的に脱水したカオリン スラリを分散し次いで他のセラミックフィルターで脱水して＞７０重四％の固形 分を含む高固形分含有スラリを提供できる。この高固形分スラリはこの形態で直 接使用することも、又スプレー乾燥して製品を提供することもできる。セラミッ クフィルターに供給されるスラリ中のカオリンが少なくとも部分的に分散してい る場合には、それは約６０％の固形分を含み、該スラリはセラミックフィルター により更に脱水され〉７０％の固形分を有するスラリを再度提供できる。 我々の先行発明の方法は、カオリ〉′加工における幾つかの利点を提示している 。 これらの中には、粗い粒子から超微細粒子までの範囲（１０μｍからＸμｍ）の カオリン粒子サイズが濾過できる。カオリン加工は広いｐ　Ｈ範囲っまり２がら １ｏまでの範囲で効果的に行える。経済的な脱水率及び５〜７０％の種々の固形 分、８０％までの生成固形物を有する固形分を使用する生成固形分をこの技術を 使用して得られる。該プロセスは広い範囲の温度で操作され、凝集され、単分散 され、及び分散された供給物を濾過し、生成する濾液は懸濁した固形分が僅カル か又は全くない清澄なものとなる。 我りの米国特許第５．０９８，５８３号で教示されたカオリン濾過の場合、及び 本明細書で述べたタイプのセラミックフィルターの他の先行開示された使用の場 合のいずれでも、その実際的な大スケールの商業的使用に対する重大な障害が、 濾過されているスラリの微粒子で塞がれるようになるこのようなフィルターの傾 向の結果として提示される。これに直接関連しているのは、吸引プロセスを通し てフィルター表面に形成されるフィルターケーキを除去する際に遭遇する困難性 であり、これはこのような表面に強固に付着すると見出され、前記ケーキを効果 的に除去するためにスクレーバー又はドクターブレード又は前記フィルターケー キへの他の機械的なアタックが通常必要とされる。これに関連してＷ　Ｏ８８１ ０７８８７を参照。 ケーキ除去のこれらの従来技術は最も良い場合でも効率的とはいえず、効能が限 定され、かつ矛盾が多く、かつ結果を比較的Ｔ−想しにくい。更にこれらは連続 的又は半連続的操作、つまりフィルタープレートが濾過層に迅速に使用され、次 いでケーキが除去され、その後前記プレートが同じプロセス中の他のリサイクル 用として完全に準備されなければならない操作に基づく操作に通用しにくい。 前述のことから、微粒子サイズの鉱物質スラリの高容量及び効果的な脱水に特に 有用なセラミックフィルタープレートの使用に基づく装置を提供することが本発 明の目的であると認識できる。 本発明の他の目的は、フィルターケーキの清澄で効果的な除去を可能にする微孔 質フィルタープレートを通してそれを流すことにより水性鉱物質スラリを濾過す るための装置を提供することである。 本発明の更に他の目的は、前述の特性を有し、かつフィルタープレートの迅速で 効果的な循環を、このようなプレートの循環使用が含まれるフィルターケーキ形 成、ケーキ乾燥、ケーキ除去及びフィルター洗浄ステ、プを容易に行える装置提 供することである。 発明の概要 本出願と同時出願に係わる我々の出願において、濾過の間にフィルタープレート を通りかつ濾過層サイドからベース層に向かいかつフィルタープレートを通る流 体圧差を設定することにより生ずる流れを有する多孔質サポート層及びその上を 位置する多孔質金属濾過層により特徴付けられるタイプのフィルタープレートを 通してスラリを流すことにより水性鉱物質スラリを濾過する方法で利用できる改 良を開示している。濾過層は焼結金属を含んで成ることが好ましく、比較的狭い 孔径分布を有し、つまり実質的に全ての孔が５μｍ以下通常は０．１〜５μｍの 範囲内にあり、かつ０．２〜３μｍの範囲内であることが好ましい。濾過の間に プレート」二に堆積するフィルターケーキの除去が、該プレートのサポート層サ イトに１又は２以上の正の水圧パルスを加えて前記プレートを通る一時的な逆の 水流を生しさせ、これにより濾過層の均一な孔構造を通して均一な逆の圧力、及 び濾過層とフィルターケーキの間の界面に潤滑フィルムを発生させることにより 、容易に行えるようになる。コント１コールされた往復運動及び振動が同時に又 は直後に多孔質濾過層の表面に与えられ、フィルターケーキの分離を容易にする 。 典型的には前記水パルスは約１５から４５ｐ　ｓ　ｉの範囲の圧力と１５秒まで のしかし好ましくは約２から５秒の寿命を有する。前記往復運動又は振動は好適 に結合されたスプリング又は変換器等により生しさせることができる。前記振動 又は往復運動は水パルスの直後に加えられ、又は同時に又は少なくとも一部が同 時に加えられることができる。往復運動又は振動が加えられている間の濾過表面 は縮方向に対して０から４５°の角度に向いていることが好ましく、往復運動は プレートと関連しこ該プレー１−に縦方向の往復運動を与え、除去されるフィル ターケーキが濾過表面から集められるポイント又は容器へ容易にスライドする。 上述のステップの後に、同時にプレートに超音波振動を加えながら、プレートの サポート層サイドから逆流水を誘起することによりフィルタープレートを清浄に することができる。 本発明によると、それに限定されないが、上記方法の実施に通用できる装置が提 供される。 該装置は、内部多孔質サポート層と該サポート層の上に位置する微孔質金属濾過 層フィルタープレートを含み、前記濾過層の孔径は一般に０．１から５μｍの範 囲で好ましくは約０．２から３μｍの範囲であり、前記サポート層に隣接しない 濾過層のサイドが前記鉱物質用の濾過表面を構成する。サポート層は好ましくは 金属を含んで成り、該金属は好ましくは比較的間いたワイヤメソシュである。内 部多孔質サポート層から及び該サポート層へ流体を流すための流体流手段がフィ ルタープレートに接続されている。流体流手段に接続された手段は、ｉＩｔ過層 及び多孔質サポート層を通して内向きの流体流を生じさせるために、サポート層 で空気を抜いて選択的に部分真空を形成することを可能にし、がっサポート層及 び濾過層を通して外向きの流体流を生しさせるためにサポート層に一定又はパル ス状の正の流体圧を生しさせることを可能にする。鉱物質スラリを受け取るため の容器、及びスラリの水相が濾過及びサポート層を通して引かれながら濾過層の 外表面に鉱物質の付着を生しさせるための部分真空を生しさせながらスラリ内に フィルタープレートを位置させる手段を含む鉱物質ケーキ形成ステーションが提 供される。 該ケーキ形成ステーションの下流にあるケーキ乾燥ステーションは、前記部分真 空の連続的な通用により、前記容器から除去される前記プレートで前記ケーキが ら付加的な水分を除去することを許容する。ケーキ除去ステーションが前記ケー キ乾燥ステーションの下流側Ｇこ設置され、ここで正圧のパルスがプレートの内 部サポート層に加えられ前記ケーキ及び前記濾過表面間に水のフィルムを生じさ せ、これによりケーキの結合を緩くシ、ケーキの移動を生じさせて前記フィルタ ープレートからの除去を容易にする。プレート清浄ステーションが前記ケーキ除 去ステーションの下流側に設置され、ここでプレートの内部の水の正の逆圧が前 記プレートの清浄を行う。流体流手段に接続されたコントロール手段はケーキ形 成及びケーキ乾燥ステーションでの部分真空形成用の引抜きを可能にし、かつケ ーキ除去ステーションでの正の水圧パルスの発生を可能にし、更にプレート清浄 ステーションにおける水の正の逆圧の発生を可能にする。 前記ケーキ除去ステーションには更に前記フィルターケーキの移動及び解除を容 器にするためにプレートに往復運動又は振動を与えるための往復運動又は振動手 段が装着されている。 本発明は特に水性鉱物質スラリの脱水に適用でき、微粒子（３２５メソシュ未満 、つまり４４μｍ未満の等価球状直径を有する）用液体キャリア又は媒体がらの 該微粒子の分離又は濾過により一般的に適用できる。 図面の簡単な説明 添付図面において、 図１は、本発明で利用可能なタイプの従来技術のセラミ・ツクフィルタープレー トの部分の概略断面図である。 図２は、図１に「Ａ」で表示した円内の部分の拡大図である。 図３は、本発明の実施の際に利用できるステ・ノブの概略的な表示である。 図４は、本発明による水性鉱物質スラリを濾過するための装置の概略側面図であ る。 図５は、図４の装置の正面図である。 図６は、回４及び図５の装置のプレートを設置するサブアセンブリ一部分の本質 的に概略的である正面図である。 図７は、図６のサブアセンブリーの側面図である。 図８は、図４の装置と機能的に類似するが異なった幾つかの要素を含む装置の概 略側面図である。 好ましい態様の説明 本発明で利用できるフィルタープレート自体は従来技術で知られてし）る。本発 明の理解を助けるために、前述の従来タイプのフィルターであり、かつ本発明で も使用できるものを図１に示す。フィルタープレート８の小断面が示され、これ は例えばニッケルステンレススチールのワイ惇ノシュから成る内部多孔質サポ− ）層１０から成るように見える。メツシュサイズは２メノンユまで小さくなる範 囲とすることができ、典型的には８メツシユである。ワイヤ直径は′／４＋１ま で又

【よそれ以−Ｌとすることができ典型的には０．０３５インチである。濾過 層からの流れ力く妨害されない限り、ワイヤサイズとメツシュは重要ではなし） 。このように２層１０１よその各々のサイトにニッケルステンレススチールのよ うな焼結金属を含んで成る比較的薄い微孔質濾過層１２を支持している。濾過層 の孔径番よ典型０勺に＋！　３１：常Ｇこ狭く限定され、つまり本発明ではこの ような孔径は一般Ｇこ０．１力）ら５μｍの範囲ｂＴましくは約０．２から３μ ｍの狭い範囲にあり、つまり前記濾過層１２の孔１杢しよ高し１均一性を有して いる。異なったサイズのプレート及び異なったディメンジョン及び厚さの構造を 容易に調製できることは明白である。非常に典型的には図１に示したタイプのプ レートは約０．２５インチの全厚を有することができ、濾過層１２の厚さは非常 に典型的には０．０２５から０．１０インチである。プレートの内部、つまり内 部サポート層１０で定義される部分は使用時にプレートの内部に接続された導管 を通して負圧源又は吸引部に接続されている。セラミックプレートに関するこの ような詳細は米国特許第４．８６３，６５６号に示されている。粒状物質のスラ リの濾過に使用するには、スラリ中に浸漬した後のこのようなプレートの内部に 負圧を与え、つまり穏やかな吸引を与え、これはスラリを濾過層の表面１４に引 っ張り、ここで液相が内部を通して多孔質サポート層１０に吸引されながら、粒 状物質が付着する。 この現象が、図１の円ｒＡｊの部分を示す図２の拡大図中に詳細に示されている 。 濾過層１２中で０．１μｍ未満の孔径を使用することができ、ブラインディング を減少させるために好都合である。しカル孔径が約０．２μｍ未満に減少するに つれｉ１＄ｉ、退店を通る濾過溶融率が段りと悪くなる傾向にある。約５μｍを 越える孔径では（１気圧下での操作を仮定する）濾過層を通って引かれる空気の 量が増加して効率ロスが生ずる。 本発明により可能になる方法を実行する要領が図３に例示され、ここでは本発明 に含まれる一連のステップを概略的に示している。図３のステ・ノブ（ａ）では 図１及び２に関連して述べたタイプのフィルタープレート８が容器１８内に供給 されたスラリ托中に浸漬されるものとして示されている。スラリ１６は例えばカ オリンスラリのような鉱物質スラリとすることができ、前記カオリンは分散又は 凝集のいずれの状態でも良く、典型的には約２０から７５％の固形分含有量を有 している。しかし該方法は他の多くの鉱物質スラリ、例えば粉砕され及び／又は 沈澱した炭酸カルノウ１．顔料を含む炭酸カルシラｌ、顔料の分散物に基づくス ラリにも同様に適用できる。これらの場合には炭酸塩スラリはある場合には８５ から９０％に及ぶ位の高固形分含有量でも良い。前述した通り前記方法は液体キ ャリアから他のタイプの微粒子の懸濁物を濾過するためにも使用できる。 図３のステップ（ａ）はプレート８の内部に吸引又は部分的な真空を与えること により実施され、典型的な用途ではグク１−２０に与えられる中心液体圧は約０ ．９バールである。このような吸引の結果として、清澄な濾過液が、プレート８ の内部で多孔質サポート層ｌＯと連通する導管２０から取り出され、フィルター ケーキ２２が濾過表面に付着する。非常に典型的な場合、例えばカオリンを濾過 するとこのケーキは約１から２５ｍｍの厚さに堆積する。一旦適切な堆積が達成 されると、プレート８はタンク１８から除去され、ステップ（ｂ）として表示さ れているように更に真空作用を受けさせこ、２ノ゛−キ２２からの残りの水の取 り出しを継続し、乾燥の程度を向上さ−Ｕる。ステ、ブ（ｂｌの終了時にケーキ 中に残る湿度はカオリンが操作される物質である場合には典型的には約２０から ４０％である。望ましいのであれば、フィルターケ−キを洗浄するための付加的 なステップをステップ（ａ）と（ｂ）の間に挿入しても良い。このよ・）に真空 を導管２０で継続しながらフィルターケーキを有するプレート８を水浴中に？− ５ｆＭすることができ、あるいはスプレー又は滴らせることムこより水を加える ごとができる。フィルターケーキを通して取り出される清澄な水は望ましくない 水溶性塩等を除去し、その後、ステップ（ｂ）で過剰の水を除去する。 ステップ（Ｃ）ではケーキの除去が行われる。この作用は導管２０への吸引を停 止しかつ導管２０を通して従ってサポート層１０の内部へ１又は２以上の水の逆 のパルスを５えるごとにより実施される。従って大気に対して正である圧力パル スは約１５から４５ｐｓｉの好ましいレヘル及び約１５秒までのしかし好ましく は２から５秒の寿命を有１゛るべきである。特に濾過表面１２の非常に均一な多 孔質構造のおかげで、前記圧力パルスは濾過ケーキ２２と濾過表面１２間の界面 に薄い水のフィルム２４を発生さＵることが見出される。これらのフィル１、は 本質的に潤滑フィルムとして作用する。完全に同時か部分的に同時のいずれか、 又は圧力パルスの適用の直後に、縦方向の往復運動又は振動２６が、スプリング のような機械的カノプリンゾにより又は空気により又は′：ｒ、、（Ｎ気的に作 動されるバイブレータ−ヘッド等により、プレー１８特に濾過表面１２に与えら れる。後に更に詳述するように、このよ・）な振動は例えば２８及び／又は３０ で振動力をすえる１又は２以上の変換器により発生でき、あるいは往復運動はプ レート８がそれから支持されたコイル状のスプリングで誘起されることができる 。好ましくは圧力パルスを与えかつ往復運動又は振動を与える間、ステップ（Ｃ ）の例示で暗示されるように、プレート８は縦の又は実質的に縦の方向に位置し 、つまりそれによりフィルターケーキの平面が実質的に縦方向に位置する。往復 運動又は振動は、矢印３０で示されるように、プレートの縦方向の往復動作を与 えるように加えられる。現在の好ましい配置では、プレート１０はスプリングコ イルを通してアレーン、から吊るされている。これらのコイルは圧縮され、プレ ートに往復運動の力を与えることが望ましいときに突然解除され、つまり解除さ れたスプリングの往復運動がスプリングから吊るされたプレートに直接結びつく 。このタイプの配置は図８に関連して例示する。 水圧パルス及び前記往復又は振動力の結果として、除去され濾過表面１２との界 面に潤滑フィル１１が形成されたケーキ２２は除去されるだけでなく濾過表面か らユニットとして縦方向に落ちて下に位置する受取り表面又はリセプタクルに達 することが見出され、これは例えばコレクションビン及び／又はコンヘアベルト 等であり、これがケーキを更に加工を行うポイント又はケーキがスラリに再パル プ化されるタンクへと除去する。 この手法によるケーキの除去は、従来技術でスクレーパー刃を必要とするため、 全体として期待に反していることは強調されるべきである。確かに従来はケーキ の除去は最大の困難性をもってのみ行われると考えられ、実際にそのように除去 されたケーキは幾分か雪掻きの手法で削ぎ落とされ、つまりスクレーパーがそれ と接触した場合にのみ物質が除去される。本発明により得られる結果とは相違し て、フィルターケーキの単一の及び完全な除去は従来技術の方法の使用では不可 能であった。本発明の焼結金属濾過層は、金属層は更にケーキの除去を容易にす る非常に円滑で磨かれた表面を有するという点で、我々の米国特許第５．０９８ ，５３８号で使用されているセラミックプレートより優れている。 ステップ（Ｃ１によるフィルターケーキの除去は完全であり、洗浄の要求は比較 的少ない。しかし本デバイスの最上の効率を確保するために、好ましくはフィル タープレートを続けてステ２・プ（ｄ）で示した洗浄操作を受けさせ、ここでは 水の逆流がプレート８の内部サポート層１０中に水の定常流を通して導管３０で 与えられる。 １又は２以上の変換器によりプレー１上に超音波エネルギーを同時に与えること が好ましく、これらは濾過表面の孔に強く保持された物質の除去を補助する。こ の作用は、約１５ｐ　ｓ　ｉの逆流圧を使用して約１０分間行われる。より一般 的には逆流（及び選沢できる超音波振動）は約２時間までプレートに加えられ、 更に長く加えても生ずる付加的な利益は僅かである。これらの目的に利用できる 典型的な変換器は、ブランソン・ウルトラソニノク・コーポレーションから入手 できる。 ステノプ（ｄ）で示される操作の間、プレートＩＯは水のタンク内に吊るされ、 これにより変換器３２は該変換器が接触している水媒体を通してプレートに音波 のエネルギーを与えるようにタンク内のポイントに位置させることができる。 図４及び５には側面図及び正面図がそれぞれ示され、各々は本発明による装置５ ０の本質的には概略図である。該装置５０は図３に示した方法ステップを迅速か つ商業的に受け入れられるように実施できるデハイスを表示するものと考えられ 、信転できる効率的な手法で濾過された高体積の流出鉱物質を生産する。 図４及び５で最も良く分かるように、前記装置５ｏは一般に、交差サポート５５ により支えられた複数の直立材５４及びその全長に亘るフレーム５ｏの交互の側 面に縦方向に延びる１対のガイドレール５１及び５３から成るサポートフレーｌ 、５２を含んで成っている。ビーム５６を含むサポートキャリノジ５７には、好 適なヘアリング（図示ゼず）を通してビー１１５６の反対端に設置された移動屯 輪６０が装着されている。 このような２個の車輪のｌ七ノトがサポートビーｌ、の反対端のそれぞれに設置 されている。これらの車輪６０は前記レール５１及び５３上に乗り、内部ガイド 壁５９、６ｌは、それが６１の方向に延びかつ引かれる水圧で作動するラム５８ により図４の左から右へ移動する際に、キャリソジ５７の正確な位置を保持する 。該キャリソジ５７はそれから−Ｃ的に７０で示されたフィルタープレートのサ ブアセンブリーが吊られているビーム５６の中央に縦方向の移動手段６４を有し ている。該手段６４は、これも水圧で作動ずる伸縮自在のピストンロノドを含ん で成ることができる。 ４ノブアセンブリー７０の詳細は図６及び７でより良好に見ることができる。サ ブアセンブリー７０は、図６ではそのうちの６個を代表として示した複数個のフ ィルタープレート−７８がそれに保持された剛性の設置フレーＪ、７Ｇがその下 に設置されたマニフオールドディスＩ〜リビュータ−７２を含んでいる。実際に は多数のこのようなプレートを望ましいだけ使用することができ、好適なディメ ンジョンを使用して利用できる瀘過表面の面積を特別の設置の要件に従わせるこ とができる。フィルタープレート７８の各々は図３に示されたものに従うと考え ることができる．前記サブアセンブリー７０は、プレート７８を全体のサブアセ ンブリーに対して比較的強い関係で維持する安定化ハー８０も含んでいる。 図７からも分かるように、真空及び逆流ライン８２はマニフォールドディスｌ− リビュータ−７２に接続されている。プレート７８が、前述の通り圧縮でき又解 除できるスプリングを通してフレーム７６がら効果的に吊るされ（図８参照）、 又は実譬的に樅方向の面に（図面で示す通りの意味で）振動を与えるごとのでき る１又は２以上のバイブレーター８４（図５）がサブアセンブリー７０に固定さ れている。これにより縦方向の往復運動又は振動が個々のフィルタープレート７ ８に効果的に伝達される。図５で分かるように、真空ポンブ９ｏに接続された真 空ライン８８は次いでハルプ９４を通してマニフォールドディストリビュータ− ７２に接続され、部分的な真空の好適な抜取りが、ディストリビュータ−７２と フィルタープレートの内部間に広がるボー１・７９により個々のフィルタープレ ート７８のサポート層ｌｏ内で行われる。同様に逆流水ライン９２は、これも真 空及び逆流ライン８２に接続されたソレノイド又は他の作動ハルブ９４を通して 接続されている。３方向ソレノイドバルブ９４の好適な作動により、真空ライン ８８又は逆流ライン９２がマニフォールド７２に接続されることは明らかである 。コントロールロジノク１０２が真空ボンプ９ｏ及びハルブ９４に接続され、こ れにより正又は負の流体圧が好適にマユフォールド７２に指向され、次いで望ま しい圧力レベルをフィルタープレート７８の内部サポート層ｌｏ内に供給する。 コン１・ロールロジノク１０２は作動モーター１０４及び１０６にも接続され、 これらはそれぞれあるステーションから他のステーションへのサポートキャリノ ジ５７の縦方向の移動及びサブアセンブリー７０の縦方向の上昇及び下降を促進 する。これらのモーターはラｌ、５８及び縦方向移動手段６４の水圧による移動 を行う。 図３、４及び５の装Ｗ５０の碁本的な操作が図４で最も良く理解できる。コント ロール口ジソク１０２の操作下では、図４の左に示した位置（ａ）に移動したサ ポートキャリソジ５７は、モーター１０６を作動させフィルタープレートサブア センブリー７０をそこに上述のタイプの鉱物質スラリが存在ずるスラリクンク１ ０８中へ下陳させる。この時点で全サブアセンブリー７０はこのような大量のス ラリ内に含まれる。 ハルブ９４を作動さセるコントロール口ジソクの操作下では、ポンプ９ｏ、真空 入力ライン８８及びマニフォールド７２を通してプレート７８の内部サポート層 １ｏの部分的真空がここで可能になる。部分真空が」一述の所望レヘルのゲーキ 状とな，，た鉱物質を堆積されるためにト分な時間維持される。この時点でフィ ルタープレートサブアむンプリ−７０が縦方向に上弊してタンク１０８から取り 出されながら真空は継続される。次にキャリノジ５７がコントロールロジソク１ ０２の下に再度図４に示した位置（ｂ）に移動し、ここで真空ラインの連続操作 によるゲーキの乾燥が起ごろ（その代わりに、キャリノジ５７は部分真空を維持 しながら位置（ａ）に残ることもでき、これにより乾燥ステーシヲンはタンク１ ０８の上の点に限定される）。望ましいならば、ケーキも上述の上昇及び下ｒ４ 機構により他の洗浄タンク１１０まで下降さ−ヒ、ここからり−一キを通して残 りの不純物又は製品に悪影響を及ぼず物質を除去するために水を抜き出す５前述 したある種のカオリン操作では、除去することが望ましい塩がノノ′−キ中に残 る。このような除去は付加的な洗浄ステ７・プにより示されるように行うことが できる。 洗浄ステノプを行うときは、図４の（ｂｌに示すようにタンク１１０から除去し た位置のザブアヒンブリ−７０に付加的な乾燥を行う。この時点でサブアセンブ リー７０は今示したものと同し操作で位置（Ｃ）に移動ずる。コントロールロジ ソク１０２の下に部分真空をカノ１−シライン９２つまり逆流水ライン内の圧力 を利用して、図３に関連して述べたよ・）にプし・一トの内部サポート層１０に 断続的な水パルスを加える。 これはハルブ９４を断続的Ｃこ開けることによりパルスが進行するのを許容する こと乙こより行われる。ここでＩＩ用できる典型的なパルスの寿命は１５秒まで で、２から５秒が好ましく、ラインからの圧力は約１０から２０ｐｓｉで典型的 には１５ｐｓｉであるうこのようなパルスと同時にあるいはその直後に、ライン １１０を通してシグナルをハイブレータ−８４に与えて該ハイブレータ−８４を 作動させて必要とされる縦方向の振動を与える（又は図８に関連して述べる往復 運動）。図３に関連して既に述べた影響下で、プレート７８の各々は多くの場合 完全な単＝−シ一トとし一一のケーキを肝除し、そして図４に示すようにこれら の物質は重カの影響で受取ポイントに落下し、これは図４に示した面に直角に動 く除去用コンヘアベル目ｌ２を横成することができる。運び去られた除去物質は 次いで都合の良い場所で更に加工し使用するために回収できる。 除去の後にサブアセンブリー７０は最終的にプレート清浄ステーション１１４に 移動する。この場所でサブアセンブリー７０は下降して清浄タンク１１６に入る 。ライン９２の全圧力を連続的な手法で、この目的のために連続して９２に開か れているハルブ９４を通してマニフォールド７２に導入するごとにより、プレー １一の逆流がここで起こる。この逆流操作と同時に、タンク内で水と接触ずるタ ンク１１６の２又はそれ以上の壁に設置された変換器１２０により、超Δ波振動 をサブアセンブリーに与える。変換器１２０はコントロールロジノク１０２がら のシグナルに応答して作動ずる。前記装置５０には接触スイ，千等のような種々 のセンサーが装着され、勺ブアセンブリー及びサポートキャリノジが好適な位置 ポイントに達した後に位置を検知し、この場所における望ましい操作が終了づる まで正確に維持する。 図８には図４から７までに示した装置５ｏと同し基本的機能特性を有する装置１ ３０が現れている。しかしこの図面に示された装置１３０には修正が存在する。 一般に前述の態様の部分に相当する装置１３０の部分は簡略化の目的で同様に特 定している。図８の表示でサポートキャリノジ５７が右から左に（図面で示す通 りの意味で）移動するように見えることを除いて、図面は図４で示すものと最も 良好に比較できる。装置１３０において、ケーキ形成及びケーキ乾燥の両機能は 図の右に（ａ）で示した縦方向の位置で行われる。具体的には、前述したように 樅方向の除去手段６４によりサブアセンブリー７０は供給ボンプ１３１により鉱 物質スラリか供給されるタンク１０８内へ下降する。フィルターケーキが形成さ れ、その後コントロールロジ７ク１０２で作動されたｆ段６４がリブアセンブリ ーをタンク＋０８から図８に実際に足された位置一・引き上げる。再度菖うと、 ライン８２を通しての部分真空の連ｖｔ操作が前述の通りケーキからの過剰水分 の除去を続ける。ザブアセンブリー７０＋！複数のフィルタープレーｌ７８を含 む。ごれらは、図４に概略的に示された単−・のより大きいプ［・−１一に向か うように（連続Ｔ面内で）側面が向がい合うように配置されるように示されてい る。 ケーキ除去機能の間にケーキ除去を補助するためにサブアセンブリー７０で誘起 される目方向の往復運動動作を可能にする特定の配置をここで与えることは特に 注目されるべきである。この機能は、サポートキャリッジ５７が位１ｆ（ｂ）つ まりプレートが除去タンク１３２の上に位置した後に行われる。より具体的には 、サブアセンブリー７０は？！数の偕ナボートピン１３６により交差サポート片 １３４から吊るされ、前記ビン１３６は前記片１３４の横方向の端部にある開口 内で縦方向にスライドできる。その底部がサブアセンブリー７０に固定されたサ ポートビンの各々は拡径ヘッド１３８を有している。コイルスプリング１４０が ヘッド１３８の下のビンの周囲に設置されている。縦方向に移動できるプッシャ ーロッド１４２が交差片１３４に設置されコントロールロジック】０２により（ 例えばソレノイドにより）作動される。前述の往復運動の動作を誘起させること が必要な場合には、前記ロッド１４２が作動されてサブアセンブリー７０を下向 きに移動させてスプリング１４０の圧縮を生じさせる。ロッド１４２の突然の下 方向の移動の後に、前記スプリング（圧縮下にある）は直ちに伸びて−Ｆ下の往 復運動が続いて起こり、前述の通りごれはフィルターケーキの除去を補助するた めに通常有効であると考えられる。前記した通り、この操作に先立、って又はそ の間に、１又は２以上の水のパルスがケーキの下側の濾過表面を通して供給され 、つまり水のパルス及び往復運動動作の誘起が同時に又は連続して加えられる。 装置１３０はケーキ除去ステーションにおける操作のモートでも幾分異なり、つ まり図の中央の位置（ｂ）で、図４で述べたように除去ヘル目１２に落ちるので はなく、ケーキはサブアセンブリー７０からタンク１３２中に落下するように見 える。再ノ“ルプ化器１４２がタンク１３２の底部に装着され、つまりここれは 木質的には撹拌器である。除去ケーキは水パルスからの少量の水とともに再パル プ化器１４２の回転によりスラリ化され、次いで除去物質がライン１４６及びポ ンプ１４８を通して１４４で取り出される。この場合もポンプ１４８はコントロ ールロジック１０２の操作下にあり適宜作動される。除去が完了した後に、サポ ートキャリッジ５７は長さ方向に移動して（Ｃ）ご特定した図の左側の最終位置 に達し、ここにはプレート清浄タンク１１６が設置されている。図４に関連して 既述した通り、この清浄操作の間に前述の好適な変換器により発生する超音波パ ルスを利用することが好ましい。サポートキャリッジ５７は水圧又は空気圧によ り作動するモーター素子によりその連続位置（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ１間を横方 向に移動する。図４で述べた配置が利用され、又図示の通り縦方向を向く接続ロ ッド１５０がフレームの長さ全体に広がる円筒状経路１５２内を水圧又は空気圧 により移動できるスライドできる素子又はピストンに係合している。キャリッジ １５７の所望位置への移動を可能にする移動ロッド１５０用の等価手段を利用で き、例えば内部にネジがありシャフト及びロッド１５０に係合するキャリア片が 設置された回転ネジノヤフＩ−がある。 本装置を特に角形の幾何形状に関して述べてきた。当業者には他の幾何形状に基 づく配置についても同様に達成できることは理解されるであろう。例えば角形の 座標で配置した連続的なステーションに代えて、メリーゴーランドタイプの配置 を利用し、図８に示すような連続的な形成、除去及び清浄ステーションをシリン ダーのセクターとして構成することができる。従って図８のタンク１０８．１３ ２及び１１６の各々は円筒形配置の連続的な１２０゛の円弧を構成する。この場 合、中央のサポートカラムから広がるクレーンがサブアセンブリーに係合し、旋 回することにより円筒状配置の１セクターから次のものに連続的に移動する。こ のような配置の１つの利点は、サブアセンブリー用の中央の枢軸状サポートの継 続回転のためサブアセンブリーの単一方向の移動が可能になることである。この ような配置では半連続的な動きが生じて一度に多数のサブアセンブリーを加工で きることも明白であり、この結果は前述の角形の幾何配置では容易には達成でき ない。 本発明をその特定の態様に関して説明してきたが、当業者にとって本開示に基づ いて本教示の範囲内である本発明に関する多数の変形が可能であることが理解さ れるであろう。従って本発明は広く解釈さぐべきであり、添付の請求の範囲によ ってのみ限定される。 貴圧 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号ＢＯＩＤ　３３１５８ ８９２５−４Ｄ ８９２５−４Ｄ ９２６３−４Ｄ （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。 ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、　Ｓ Ｅ）、　ＡＵ、　ＢＲ，ＦＩ、ＪＰ、　Ｕ（７２）発明者　コブ、ゲリー　エル 。 アメリカ合衆国　３１０１８　ジョーシア、ダビスボロ、ルート　１ ＦＩ ＢＯＩＤ　２９１０４　５１０　Ｄ ３０　Ｄ （７２）発明者　ブロックストン、ローレンスニージン。 アメリカ合衆国　３１０８２　ジョーシア、サンダースピル、ウッドピン　ドラ イブ、ピー・オー・ボックス　２５２ （７２）発明者　マクニーリー、ケリー　アール。 アメリカ合衆国　３０８２０　ジョーシア、ミッチェル、ボックス　１２９、ル ート２

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．水性鉱物質スラリの濾過装置において、（ａ）内部多孔質サポート層及び該 サポート層の上に位置する外部微孔質濾過層を有し、該濾過層の孔径の実質的に 全てが５μｍ以下であり、前記サポート層に隣接しない前記濾過層のサイドが前 記鉱物質の濾過表面を構成するフィルタープレート、 （ｂ）前記多孔質サポート層から及び該サポート層へ流体を流すための前記プレ ートに接続された流体流手段、 （ｃ）前記濾過層及び多孔質サポート層を通して内向きの流体流を生じさせるよ うに前記サポート層で部分真空を形成するために選択的に空気を抜くための、及 び前記サポート層及び濾過層を通して外向きの液体流を生じさせるように前記サ ポート層に１又は２以上の正の液体圧のパルスを与えるための、前記流体流手段 に接続された手段、 （ｄ）前記鉱物質スラリを受け取るための容器、及びスラリの水相が前記濾過層 及び前記サポート層を通して引かれながら外部濾過層に前記鉱物質を付着させる ために部分真空を生じさせながらスラリ内にフィルタープレートを位置させこれ により前記濾過層上にケーキを形成する手段を含む鉱物質ケーキ形成ステーショ ン、 （ｅ）前記部分真空の連続的な適用により、前記ケーキから付加的な水分を除去 することを許容し、かつ前記容器からその中にケーキを有するプレートを除去す る手段を含んで成るケーキ乾燥ステーション、（ｆ）１又は２以上の前記正の水 圧のパルスが前記プレートの内部サポート層に加えられ前記ケーキ及び前記濾過 表面間に水のフィルムを生じさせ、これによりケーキの結合を緩くし、ケーキの 移動を生じさせて前記フィルタープレートからの除去を容易にするようにした前 記ケーキ乾燥ステーションの下流側にあり、かつ前記プレートへ振動又は往復運 動を加える手段を更に含んで成るケーキ除去ステーション、及び、 （ｇ）ケーキ形成及びケーキ乾燥ステーションでの部分真空形成用の引抜きを可 能にし、前記ケーキ除去ステーションでの前記１又は２以上の正の水圧の発生を 可能にする前記流体流手段に接続されたコントロール手段、の組合せを含んで成 る水性鉱物質スラリの濾過装置。
2. ２．前記濾過層が０．２から３μｍの範囲の孔径を有する焼結金属を含んで成る 請求の範囲第１項に記載の装置。
3. ３．前記サポート層がワイヤメッシュである請求の範囲第２項に記載の装置。
4. ４．前記手段（ｃ）が一定の前記正の液体圧又は該流体圧の前記パルスを選択的 に提供し、かつ更に（ｈ）前記ケーキ除去ステーションの下流側にあり、前記プ レートの内部における水の正で一定な逆圧を加える手段が前記プレートの清浄化 を行うプレート清浄ステーションを含む請求の範囲第１項に記載の装置。
5. ５．前記正の液体圧パルスを加えた直後に前記振動又は往復運動を与えるための 手段を含む請求の範囲第１項に記載の装置。
6. ６．前記ケーキ除去ステーションが、前記プレートを往復運動の間、実質的に縦 方向の平面にあるケーキを保持する濾過表面に位置させ、かつ前記振動又は往復 運動が実質的に縦方向に与えられ、これによりケーキ除去を容易に行わせるよう にした手段を更に含む請求の範囲第３項に記載の装置。
7. ７．要素（ａ）から（ｈ）を支持するためのフレーム手段、及び前記プレートを 連続的に前記ケーキ形成、ケーキ乾燥、ケーキ除去及びプレート清浄ステーショ ンへ輸送するための手段を更に含む請求の範囲第６項に記載の装置。
8. ８．前記複数のプレートがプレート支持用サブフレーム内に設置され、該プレー ト支持サブフレームを連続的に前記ステーション（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ ｈ）に移動させるための手段を含む請求の範囲第６項に記載の装置。
9. ９．微粒子用液体キャリアから該微粒子の懸濁物を濾過する装置において、（ａ ）流体流を透過させるサポート層及びその上に位置し外部濾過表面を有する微孔 質金属濾過層を有するフィルタープレート、（ｂ）前記多孔質サポート層から及 び該サポート層へ流体を流すための前記プレートに接続された流体流手段、 （ｃ）前記濾過層及び多孔質サポート層を通して内向きの流体流を生じさせるよ うに前記サポート層で部分真空を形成するために選択的に空気を抜くための、及 び前記濾過層及び多孔質サポート層を通して外向きの流体流を生じさせるように 前記サポート層内に■定レベル又は１又は２以上の正の液体圧のパルスを与える ための、前記流体流手段に接続された手段、（ｄ）前記懸濁物を受け取るための 容器、及び前記部分真空のために空気を引き抜きながら前記懸濁物内に前記フィ ルタープレートを位直させこれにより粒子を前記プレートの外部濾過表面上に付 着させる手段を含む粒状ケーキ形成ステーション、 （ｅ）１又は２以上の前記正の液体圧のパルスが前記ケーキ及び前記濾過表面間 に液体のフィルムを生じさせ、これによりケーキの結合を緩くして前記ケーキの 移動を生じさせ、前記フィルタープレートからの除去を容易にし、かつ該プレー トに往復運動を与える除去を更に含んで成る、前記ケーキ形成ステーションの下 流側のケーキ除去ステーション、（ｆ）ケーキ形成及びケーキ乾燥ステーション での部分真空形成用の引抜きを可能にし、前記ケーキ除去ステーションでの前記 正の液体圧の発生を可能にする前記流体流手段に接続されたコントロール手段、 の組合せを含んで成る微粒子懸濁物の濾過装置。
10. １０．前記ケーキ除去ステーションが、前記プレートを往復運動の間、実質的に 縦方向の平面にあるケーキを保持する濾過表面に位置させる手段を含み、前記往 復運動を与える手段が実質的に縦方向に往復運動を生じさせ、前記除去機能を容 易にするようにした請求の範囲第９項に記載の装置。
11. １１．前記プレートをその中に受け入れ、前記部分真空の連続的適用が前記ケー キを通して水を引抜き水溶性不純物を除去するための水貯水槽を含み、前記ケー キ形成及びケーキ除去ステーション間にあるケーキ洗浄ステーションを更に含む 請求の範囲第９項に記載の装置。
12. １２．要素（ａ）から（ｆ）を支持するためのフレーム手段、及び前記プレート を前記ケーキ形成ステーションからケーキ除去ステーションへ輸送するための手 段を更に含む請求の範囲第１１項に記載の装置。
13. １３．前記濾過層の孔の実質的に全てが５μｍ未満である請求の範囲第１１項に 記載の装置。
14. １４．前記濾過層の孔の実質的に全てが約０．１から５μｍの範囲内にある請求 の範囲第１２項に記載の装置。
15. １５．前記濾過層の孔の実質的に全てが約０．２から３μｍの範囲内にある請求 の範囲第１２項に記載の装置。