JPH07503650A - 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」二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１′１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ラ１．Ｗｉ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つかを達成 する選鉱ステップとしζもＬ！２．ａできる。

従っ゛ζ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。ご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３７１節が行われる（水酸化アンモニラｌ、によりｐｌｌが約７ 〜１０に調整される）。前記懸濁物は、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°ζいる種り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の範囲の平均分子費を有す 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．’１９０，９５８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ごとであり、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ゼる（典型的には固形分が約３０％）ごとを含 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Ｉ２キ１７ガウス以」二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６　これに関連して粗りレイ巾の変色不純物の主要源の１種は １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・鉄の形態にぶ元する機能を有し、第一鉄は容易に熔解 し、従−１て引き続く洗浄、脱水及び濾過藻作により除去できる。

相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４１業考は、所謂焼成カオリンと焼成を受１．）でおら ず従って従−ノて一般に「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才ｉ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…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１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ＮＮ、粉砕又は １１億の粉砕手段に関する選鉱を受け“ζいるが、結晶構造を…なうごとのある 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ｌ１Ｔｈ中には実際には水分子は存 在しない。従って前記構造は２１ｂＯ，Ａｌｔ　Ｏ，１，２ＳｉＯｘとして恣、 量的に記述できる（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。

（ＯＩＨ、Ｓ　ｉ！　ｏ、（今引用した含水形態と同等である）のアルミニラｌ 、ハイドロオキサイドシリケートであるごとは周知である。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　定時間４５０　’Ｃ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゛ζ本明細書の以下の記述では、池に指示がない限り、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Ｊを又ときには単に「含水クレ、イ１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、マノコネルらへの米国特許第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７７・コオルらの特許で詳述され、実 質的に本論受入であるイーシ−シー・アメリカ・インコーホレーテッドの商業的 に人手できる製品Ａ　Ｌ　ｒ’　ＨＡＴＥＸ　（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 接乾燥するご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ブ １フ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１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ｔｉの優先的な運転は、後述する よ・）に他の囲器も使用Ｃ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，θ〜３，５のｐＨ）のａ集用条件で達成される。最も・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１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、　−Ｓ的にコメ１的に有効であるとは 考えられてし）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ｌ−・アラステルのイーソーシー・ 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・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似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（３，０〜３．５０）　ｐ　Ｈ）の凝集かつ低固形分条件で 達成される６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重盪％以」−が０．５７ｚｍ未満であるような粒径分布（１’ＳＤ）を 有するカオリンのような非常に微細な粒径の鉱物質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４，２ ４６，０３９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ｐＩ＋）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％の固形分の生成物り・−キの生産もできる。ＥＡＶ Ｆ技術は凝集したカオリンを効果的に濾過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・）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◆■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、種りのニーズ及びカオリン地上工業のような、Ｌ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１、は特に２０〜 ３０％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ヘルまで減少させる。

前述の説明はカオリンの選鉱のユニークなり樟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ごろ。例えば近年では、 沈澱した炭酸カルノウ１．Ｗ４（ＰＣＣ’　ｓ）の使用が製紙業において増加し ている。

このようなＰＣＣ″　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ｌの水性スラリを調製するかＩｊえられたスラリの固形分含有量を増加さゼ 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！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、ごのような濾過技術は比較的粗い鉱物質の脱水及 び濾過層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 明されたセラミツタ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 Ｏ３Ｂ１０（ｉ４８０　、ＷＯ３８１０７４０２及びＷ　Ｏ８１１１０７８８７ 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Ｍ’ｌｌ過層により特（牧（１けられる。

’Ｊ′＞１５−．１層の下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４〜５０μｍのオーダーであり、′ｆ１．遇層の それは約０．５から３μｍである。特に′ｆ＃、過層では孔は比較的均一ごあり 、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、１１．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ｉＩｔ過を達成できる。従って′１１．過層では実質的に全ての 孔が０．５から３層ｍ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ｒ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＜ ’Ａｕｍであり、かつそれから前記カオリンがｌｌｔ過されるべきスラリが分散 した又は完全に分散した状態のカオリンを含む、このような物質の濾過を効果的 かつ成功裏に商業的スケールで行うことは従来は実際的でないことが証明されて いる。

これが実際に何故カオリン工業で実行される火曜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 の屯を十分に論証する。

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１ク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 結果は大量の洗浄売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 ドとし、て、ａ図されている場合に大きな関心がある）。

我々の米国特許ｔ［書ｎ第５３４．４５５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￥％が’Ａ　ｉｔ　ｍ　Ｅ　Ｓ　Ｄであり、実質的にｔ ｏｏ　！ｉ！ｔ％が１０ｇｍＥＳＣであるようなＰＳＤを有する分級されたカオ リンスラクンジンを与え、分級されたカオリンの水性スラリの少なくとも一部が １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Ｉ又は２以にの１ｌｔｊ／Ｊステツプが 水性カオリンスラリをセラミックフィルタープレートを通して流１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（Ｑ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 工均孔径の比は約２から５０の間である。′ａ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５０μｍ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からベース層に向かい、かつ前記流れはフィルタ ープレー１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適用するごとにより、１ １上る。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Ｔ）Ｈは約６．０から８．０の範囲内とすることができる。Ｉ ｌｌ過を受けるカオリンは凝集状態又しよ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ｐ　Ｈは約２から１０の広い範 囲のどごにあ−、でもよい。

前記米国特許出願第５３４．４５５号の方法は、その少なくとも９５重撤％がｌ 　ｕｍＥＳＤ朱満であるようなｒＳＤを有するフラクシヨ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。このフラクシヨンは分 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６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離 機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°ζ引き続く焼成用のツイードを１１えることができる（ 生成物がが焼成を意図し°Ｃいるときは酸化的漂白は使用しない）。

より　般的には我々の先行出願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、デグリノト、磁気分離、オゾン処理、 分級及び脱水のようなステ、プの１又は２以上を含むことのできるプ＋ｙ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むラミックフィルターで脱水して〉７０重層％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 接使用するごとも、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、該スラリはセラミンクフィルター 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、カオリンＪＪ［ｌ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’ｉ２　ａ 　ｍ　）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ｐＩ［範囲つ まり２から１０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 種りの固形分、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、半分散され、及び分散された＋Ｊｊ給物を濾過し、７１−成する濾液は懸渇 した固形分が僅かしか又は全くない清澄なものとなる。

我々の先行する米国特許出願第５３４．４５５号で教示されたカオリン濾過の場 合、及び本明細古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に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パ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　０ ８Ｂ１０７８８７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、かつ結果を比較的予想しに 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 用に迅速に使用され、次いでり°−−Ｆが除去され、その後前記プレートが同し 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 づく操作に適用しにくい。

前述のことから、微粒子１ナイズの鉱物質スラリの高容黴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１−の使用に基づく装置をＩ！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セラ ミツタフィルターを通してそれを流すご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、１、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ップを容易に行える装 置提供することζある。

発皿Φ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号ボ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るタイプのセラミツタフィルタープレ ー１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。この改良によると、濾過の間にプレート上に堆積する フィルターケーキの除去が、該プレー１のサポート層サイドに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　・時的な逆の水流を生しさせ、これ により濾過層の均・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 ノＪ゛−キの間の界面に潤滑フィルＪ、を発生さ・已ることにより、容易に行え るようになる。コントロ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、フィルターリ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ｉ！！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　・ 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′ ｌｌｌｌ面表面方向に対して０から４５′の角１１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て該プレート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／ｆ＃過表面表面集められるポイント又は容器へ容易に ステ・イトする。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、プレートのナボ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ごとができる。

本発明によると、それに限定されないが、上記方法の実施に適用できる装置が提 供される。

該装置は、内部多孔質す；１５−１一層と該サポート層の上に位置する多孔ｒｒ ｉｌｔ過層を有面層セラミックフィルタープレートを含み、前記濾過層の孔径は 好ましくは約０．５から３μｍの範囲であり、前記サポート層に隣接しないｄ面 層のサイドが前記鉱物質用の濾過表面を構成する。内部多孔質サポート層から及 び該サポー１一層へ流体を流すだめの流体流子一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ｆ段は、濾過層及び多孔ｒｉａ）ポー１層 を通し７て内向きの流体流を生しさ・Ｌるために、サポート層で空気を抜い゛ζ 選択的に部分真空を形成することを可能にし、かつサポート層及び濾過層を通し て外向きの流体流を生じさ（るためにサポート層に・定又はパルス状の正の流体 圧を生じさ・Ｌることを可能にする。ｉ！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°ζ引かれながら濾過層の外表面に 鉱物質の（１着を生じさゼるための部分真空を生しさ・Ｌながらスラリ内にフィ ルタープレートを位置さゼる手段を含む鉱物質ツノ・−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適用により、前記容器から除去される前記プレートで前 記ケーキから付加的な水分を除去することを許容する。ケーキ除去ステーンぢン が前記ケーキ乾燥ステーションの下流側に設置され、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ｌ 、を生しさせ、これによりケーキの結合を緩くし、ケーキの移動を４しし２さＵ 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ノヨ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ノヨ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メツシュ未満 、つまり４４μｍ未満の等偏球状直径を有する）用液体キャリア又は媒体からの 該微粒子の分離又は濾過により一般的に適用できる。

凹皿少血単ｌ説所 添付図面において、 図１は、本発明で利用可能な夕・イブの従来技術のセラミッ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ップ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、図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。

好韮」昼Ｃ慧Ｉ策蝋明 本発明で利用できるセラミックフィルタープレートは、１９８８年１０月６０発 行の国際特許用、［Ｗ　０８８１０７４０２号に記載された通常タイプのもので 良い。このようなフィルター構造の詳細は１９８８年９月７日発行の国際特許用 １ｊｌＷ　Ｏ８８１０６４８０号にも現れている６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、これは非常に典型的には約４ から５ｏＩＩｍの範囲の孔径を有する比較的粗いサイズの粒状又は粒状物質から 成る内部多孔質サポートＮ１ｏがら成るように見え、前記物質はその各サイドに 比較的薄い濾過層１２をサポートし、該濾過層の孔径は典型的には非常に狭く限 定され、つまり本発明ではこのような孔径は約０．５から３μｍの非常に狭い範 囲にあり、つまり前記濾過１ｔｌｊ１２の孔径には高い均一性がある。このタイ プのプレートの構造は、米国特許第４，８６３．（ｉ５６号に記載された通りと することができるが、異なった４Ｊイズのプレート及び異なったディメンジョン の構造及び厚さを容易に調製できる。非常に典型的には、図１に示したタイプの プレー１、は約１インチの全厚を有するごとができ、濾過層１２の厚さは非常に 典型的には２〜３ｍｍである。プレートの内部、つまり内部サポート層ｌＯ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ｔ！続されている。再度指摘すると、この詳細は米国特許第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、つまり穏やがな吸引を与 え、これはスラリを濾過層の表面１４に引っ張り、ごごで液相が内部を通して多 孔質サポートＮ１０に吸引されながら、粒状物質が付着する。ごの現象が、図１ の円ｒ　Ａ　Ｊ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Ｎ１２中で０．５μｍ未満の孔径を使用することができ、プラインディング を減少させるために好都合である。しかし孔径が約０．５μｍ未満に減少するに つれ濾過層を通る濾過溶融率が受け入れられない傾向になりがちである。約３μ ｍ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“ζ引がれる 空気の量が増加して効率１コスが生ずる。

本発明の方法を実行する要ｚ■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ζいる。図３のステップ（ａ）では図１及び２に関 連して述べたタイプのセラミックフィルタープレート８が容器１８内に供給され たスラリｂ巾に浸漬されるものとして示されている。スラ１月６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　′核力法は他の多くの鉱物質スラリ、例えば粉砕され及び／又は 沈澱した炭酸カルシウム顔料を含む炭酸カルシウム１ｌｆｌＦ４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Ｖでも良い８前述した通り前記方法は： ・代休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１８の内部に吸引又は部分的な真空を与えるごと により実施され、典型的な用途ではダクト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′ａ遇液が、プレート ８の内部で多孔質サポート層ＩＯと連通ずる導管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 過するとごのケーキは約１から２５ｍｍの厚さに堆積する。−Ｅｌ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２ステツプ（ｂ）とし゛ζ 表示され°Ｃいるように更に真空作用を受けさせて、ケーキ２２からの残りの水 の取り出しを１！杭し、乾燥の程度を向上させる。ステップ（ｂ）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、フィルターケー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、このように真 空を導管２０でｍｍしながらフィルターケーキを有するプレート８を水浴中に浸 漬することができ、あるいはスプレー又は滴らせるごとにより水を加えることが 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“ζ・リポート屑１０の内部へ１又は２以］−の 水の逆のパルスを＋１えることにより実施される。従っ°Ｃ大気に対して正であ る圧力パルスは約１５から４５ｐｓｉの好ましいレベル及び約１５秒までのしか し好ましくは２から５秒の寿命を有するべきである。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力・−キ２２と濾過表面 １２間の界面に薄い水のフィルム２４を発生させることが見出される。これらの フィルｌ、は本質的に潤滑フィルｌ、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ップリングにより又は空気により又は電ｉ＜を 気的に作動されるパイプレーク−ヘラ１′等により、プレート８特に１遇表面１ ２にりえられる。後に更に詳述するように、このような振動は例えば２日及び／ 又は３０で振動力を与えるｌ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Ｔ面が実質的に縦方向に（ひ置 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フレーム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り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 結びりく、このタイプの配置は図８に関連し°Ｃ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“ζ、除去され濾過表面１２との 界面に潤滑フィルン・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゛ζ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／又はコンベアベ 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バー刃を必要とするため、 全体とし゛ζ期待に反しζ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゛こ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、つまりスクレーバーが それと接触した場合にのみ物質が除去される０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。

ステップ（Ｃ）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。しカル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ップ（ｄｌで示した洗浄操作を受けさ・ψ、ここでは 水の逆流がプレート８の内部ザボート層１０中に水の定常流を通して導管３０で 与えられる。

ｌ又は２以上の変換器によりプレート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°Ｃ約１０分間行われる。より一 般的には逆流（及び選択できる超ａ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、プランソン・ウルトラソニック・コーポレーションから入 手できる。

ステ、ブ（（至）で示される操作の間、プレート１０は水のタンク内に吊るされ 、これにより変１ｆｌＨ３２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ＩＪ、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π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バイスを表示するものと考えられ 、１３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５０は一般に、交差サポート５５ により支えられた複数の【η立村５４及びその全長に亘るフレーム５０の交互の 側面に縦方向に延びる１対のガイドレール５１＆び５３から成るサポートフレー １，５２を含んで成っている。ビーｌ、５Ｇを含む−１，１ポートキヤリツジ５ ７には、好適なベアリング（図示せず）を逼し°Ｃビー１．５６の反対端に設置 された移動車輪６０が装着されている。

このような２個の車輪の１セツトがサボー１−ビーノ、の反対端のそれぞれに設 置され°Ｃいる。これらのＩＶ輪６０は前記レール５１及び５３上に乗り、内部 ガイド壁５９．６１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１多動する際に、キャリッジ５７の正値な位置を 保持する。１亥キヤリツジ５７はそれから−ａ的に７０で示されたフィルタープ レートのザ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、これも水圧で作動する伸縮自在のピストンロ ッドを含んで成ることができる。

サブアセンブリー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４７８がそれに保持された剛性の設置フレー１．７６がその下に設 置されたマユフォールドディストリビュータ−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ｌｌｌ裏表面面積を特別の設置の要件に従わ・ヒること 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７０ｔよ、プレート７８を全体のサブアセ ンブリーに対し”Ｃ比較的強い関係で維持する安定化バー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はマユフォールドディストリ 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ｌ、７Ｇから効果的に吊るされ（図８参照）、 又は実質的に縦方向の面に（図面で示す通りの意味で）振動を与えることのでき るｌ又は２以上のパイブレーク−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 Ｂに効果的に伝達される０図５で分かるように、真空ポンプ９０に接続された真 空ライン８８は次いでバルブ９４を通してマユフォールドディストリビニ−ター 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ポート７９により個々のフィルタープレー ト７８のサポート層１０内で行われる。同様に逆流水ラインワ２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バルブ９４を通して接 続されＣ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８ 日又は逆流ライン９２がマユフォールド７２に接続されることは明らかである。

コントロール１１シツク１０２が真空ポンプ９０及びバルブ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じ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１０内に供給する。

コン）＋７−ルロジソク１０２は作動モーター１０４及び１０Ｇ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ッ 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ム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の装置５０の基本的な操作が図４で最も良く理解できる。コント ロールロジック１０２の操作下では、図４の左に示した位１（ａ）に移動したサ ポートキャリッジ５７は、モーターｔＯＧ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するスラリタンク１ ０Ｂ中へ下降させる。この時点で全すプア七ンプリー７０はこのような大量のス ラリ内に含まれる。

バルブ９４を作動させるコント−フールロジックの操作下では、ポンプ９０、真 空入カライン８Ｂ及びマユフォールド７２を通してプレー１７８の内部サポート ＮｌＯの部分的真空がここで可能になる。部分真空が上述の所望レベルのケーキ 状となった鉱物質を堆積されるために１分な時間維持される。この時点でフィル タープレートザブアセンブリー７０が縦方向に上昇してタンク１０８から取り出 されながら真空は継続すれる０次にキャリッジ５７がコントロールロジック１０ ２の下に再度図４に示した位１ｆ（ｂ）に移動し、ここで真空ラインの連続操作 によるケーキの乾燥が起こる（その代わりに、キャリッジ５７は部分真空を維持 しながら位置（ａ）に残るごともでき、これにより乾燥ステーションはタンク１ ０Ｂの上の点に限定される）。望ましいならば、ノ２−キもト述のに胃及び下降 機構により他の洗浄タンク＋１０まで下降させ、ここからケーキを通して残りの 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。前述した ある種のカオリン操作では、除去することか望ましい塩がケーキ中に残る。この ような除去は付加的な洗浄ステップにより示されるように行うことができる。

洗浄ステップをｊｌうときは、図４の（ｂｌに示すようにタンク１１０から除去 した位置のサブアセンブリー７０に（，１加的な乾燥を行・）。ごの時点でサブ アセンブリー７０は今示したものと同し操作で位１１１Ｚ（Ｃ）に移動する。コ ント１コールロジ・ツク１０２の下に部分真空をカフｌしライン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うにプレートの内部サポ ート層１０に断続的な水パルスを加える。

ごれはバルブ９４を断続的に開けることによりパルスが進行するのを許容するこ とにより行われる。ここで利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ｌＯから’１ＯｐＳｉで典型的には １５ｐｓｉである。二のようなパルスと同時にあるいはその直後に、ライン１１ ０を通してジグづ惧をバイブレータ−８４に与えて該パイブレーク−８４を作動 させて必要とされる縦方向の振動を１える（又は図８に関連して述べる往復運動 ）。図３に関連し°ζ既に述べた影響下で、プレート７８の各々は多くの場合完 全な単一シートとしてそのケーキを解除し、そして図４に示すようにこれらの物 質は重力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 去用コンベアベルｌ−１１２を構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 れているバルブ９４を通してマユフォールド７２に導入することにより、プレー ト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するタン 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、超音波振動を 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ック１０２からの シグナルに応答して作動する。前記装置５０には接触スイッチ等のような種々の センサーが装着され、サブアセンブリー及びサポートキャリッジが好適な位置ポ 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するま 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ｆ５０と同じ基本的機能特性を有する装置 １３０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１！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０図８の表示でサポートキャリッジ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 うに縦方向の除去手段６４によりサブアセンブリー７０は供給ポンプ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ック１０２で作動された手段６４がサブアセン ブリーをタンク１０８から図８に実際に示された位置へ引き上げる。再度言うと 、ライン８２を通しての部分真空の連続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。サブアセンブリー７０は複数のフィルタープレート７８を含む 。これらは、図４に概略的に示された単一のより大きいプレートに向かうように （連続平面内で）側面が向か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 される縦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７ジ５７が位置（ｂ）つま りプレートが除去タンク１３２のＪ二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−７０は複数のサポートピン１３６により交差サポート片１３ ４から吊るされ、前記ピン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 トピ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の下のピンの周囲に設置されている。縦方向に移動できるブツシャ−ロ ッド１４２が交差片１３４に設置されコントロールロジック１０２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。ロフト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）は直ちに伸びて上下の往復運動 が続いて起こり、前述の通りこ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ジぢンにおけ番操作のモードでも幾分異なり、つ まり図の中央の位ｚ（ｂ）で、図４で述べたように除去ベルト１１２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。再パルプ化器１４２がタンク１３２の底部に装着され、つまりここれは 本質的には攪拌器であるゆ除去ケーキは水パルスからの少量の水とともに再パル プ比翼１４２０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）で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ずる超音波パ 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（ａｌ、Φ）及び（Ｃ１間を横方向 に移動する０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１フ ツド１５０がフレーｌ、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川の等価１段を利用 でき、例えば内部にネジがありノヤフｌ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シャフトがある。

本装置を特に角形の幾何形状に関り、−ζ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． １３２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ｌ、から広がるクレーンがサブアセンブリーに係合 し、旋回するご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、４Ｊ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 では半連続的な動きが生しζ一度に多数のサブアセンブリーを加工できるごとも 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゛ζ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（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。

フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号ＢＯＩＤ３３／４４ ９２６３−４Ｄ ８９２５−４Ｄ ８９２５−４Ｄ ８９２５−４Ｄ ８９２５−４Ｄ （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、ＡＵ、ＢＲ，ＦＩ、ＪＰ（７２）発明者　コブ、ゲリー　エル。

アメリカ合衆国　３１０１８　ジョーシア、ダビスポロ、ルート　１ ＦＩ ＢＯＬＤ　２９／３８　５８０　Ｂ ２９１０４　５１０　Ｆ ２０　Ｂ （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、ウッドビン　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 (14)

【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多孔質濾過層を有し、該濾過層の孔径の実質的に全て が３μｍ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セラミック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流体流を生じさせるように前記サ ポート層に１又は２以上の正の流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濾過層の外表面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 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、前記容器から除去される前記プレートで前記ケーキから付加的な水分 を除去することを許容するケーキ乾燥ステーション、 （ｆ）１又は２以上の前記正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のケーキ除去ス 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、の組合せを含んで伐 る水性鉱物質スラリの濾過装置。
2. ２．前記濾過層の孔径が０．５から３μｍの範囲内である請求の範囲第１項に記 載の装置。
3. ３．前記手段（ｃ）が定の前記正の流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定な逆圧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０）範囲第１項に記載の装置。
4. ４．前記ケーキ除去ステーションに、前記フィルターケーキの移動及び解除を容 易にするために前記プレートに振動又は往復運動を与えるための手段が装着され ている請求の範囲第３項に記載の装置。
5. ５．前記正の水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４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、これによりケーキ解除機能を容易に行わせる ようにした手段を更に含む請求の範囲第６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、咳プレー ト支持サブフレームを連続的に前記ステーション（ｄ）、（ｃ）、（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咳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直し外部濾過表面を有する多孔 質濾過層を有するセラミックフィルタープレート、（ｂ）前記多孔質サポート層 から及び咳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液手段 、 （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以上の正の流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 タープレートを位置させこれにより粒子を前記プレートの外部表面上に付着させ る手段を含む粒状ケーキ形成ステーション、 （ｅ）１又は２以上の前記正の流体圧のパルスが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た、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流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に、前記フィルターケーキの移動及び解除を 容易にするために前記プレートに往復運動を与えるための手段が装着されている 請求の範囲第９項に記載の装置。
11. １１．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万両に往復運動を生じさせ、前記ケーキ解除機 能を容易にするようにした請求の範囲第１０項に記載の装置。
12. １２．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。
13. １３．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。
14. １４．前記濾過層の孔の実質的に全てが約０．５から３μｍの範囲内にある請求 の範囲第１１項に記載の装置。