JPS58501365A - 懸濁した固体物質の水「ひ」と粒径分離のための改良した設備 - 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】 ための新規な設備に係る。この設備は穿孔板を備える脈流式の液体処理段塔の形 式を有している。

され、一方他の設備は液相中にＩＩ濁した固体物質の分級作業をならしめる二重 の可能性を持つ装置が専門家に提案されてきた。

設備は、内部に穿孔板又はその他のｔｉｌｔ害物を配置した垂直形の塔により構 成される。これらの板は塔を横切って水平に配置され、相互に縦方向Ｋ１１１ｍ 間しておシ、塔の内部にはさらに塔の先端の一方に固体物質又は懸濁液を誘導す るための手段及び処理液を塔の内部のもう一方の先端の近くに誘導するための別 の手段、前記の第一の先端から液相又は懸濁液を抽出することを可能ならしめる 手段、並びに塔のもう一方の先端によって処理液中の懸濁状態の固体物質を抽出 するための手段、最後に、塔の内容物に脈流を生じさせ、固体物質と液相が塔を 横切って水平に広がる板の孔を強制的に通過させるための手段が配置されている 。

従ってこのような設備によれば、前記の塔の上方から下方に移動する固体物質と 、塔の１１４１部に誘導された上昇する処理液と１正な間隔をとって塔内に配置 した穿孔板段ろるいはその他の障害物があることによって、段階別の処理を構成 するＳ濁液の板間分別と、この悪濁水によって強制される移動をひき起こし、こ の現象は１ｉｊ隔を２いた時Ｉｒ１Ｊ間隔に従う処理液の導入によって引き起こ される脈流効果によシ助長さｎる。

仕ってこの設備及びこれに結びついた方法によれば、塔の下部から断続的に溶液 状態の物質を僅かな部分しか含まない水ｉされた固体懸濁液を、塔の下部によっ て断続的に、かつまた脈流式に抽出されたｇ７２１ｉｌ液と共にその一部が排出 され、一方他の部分は塔の高部へ昇ってここから上注ぎ口を介して供給液及び可 能であると思われる。

ところで専門家の払いうるすべての注意にもかかわらず、特に前記文書に記載の 材料の再現と前記の方法の適用条件の尊重きた４論値を大きく下部わることが明 らかとなった。

本出願人はその研究にもとすいて理論的に達し得る結果に実際に近い好成績を得 させる、前記の塔の改良技術を見出し完成能ならしめ、可溶化物質を液から除去 し及び／又はこの相中に懸濁した固体物質の樗密な枚径分ｌ１ＩＩを行うための 改良された設備は、水平な穿孔板段、試料Ｓ濁液及び処理液の供給及び処理済懸 濁液の排出手段、並びに脈流装置が配置された垂直段塔から成り、実際に設置さ れたＮ個の穿孔′ＪｆＬｔ−含むＲ塔について、その各々の板が表面Ｓ１穿孔係 数、即ち孔の全表面と板の表面との比ｐを有しており、脈流装置が上方及び下方 に交互に移送は比重ｄｏを有し、更に懸濁状態の固体物質は比重ｄａを有し、ｇ を重力加速度として、孔の直径−とこれらの孔間の平均距離ｔとを、以下の式： によって決定される、上記の段塔の技術的特性を要約する係数に、が少くとも１ ０、望ましくは２ｏ乃至３００の間に含まれる値となるようにした上で決定する 。

本発明によれば、この改良設備は段塔の上部から下部へ向かって移動する固体物 質と処理液相の間に極めて親密な接触を可能ならしめるための垂直形段塔を含む 。

処理用の固体物質は一般にこの固体物質が溶液状態を取ることができる水及び／ 又は有機懸濁液の形で導入され、一方で処理用の漱相は水、水溶液及び／又は有 機性の液、場合によっては混合液又は乳濁液の形をとることもできる。垂直形段 塔はその全高にわたって円筒形であることができる。しかしこの塔の穿孔板を含 む部分は好ましくは双曲線形をなすが、あるいは円筒及び／又は理論双曲線を包 絡する円錐台形の結合によって構成される。この理論双曲線は、νが表面Ｓを持 つ板の高さの液相の運動粘性であるとすれば、前記の部分の高さ全体にわたって 、一定の比Ｓ／νを持つ。

第一の方法によれば、垂直形の塔は、その中央部分の収集用円筒部分の上部ＫＮ 個の板を受け取るために充分な高さの、上部円筒部分の直径より小さいか又はこ れに等しい直径の円筒部分から成勺、これらの上部及び中央部分はその下底が上 部円筒部分と一体でめる逆円錐台形によって相互にっながれており、最後に、そ の下部はその底辺が中央円筒部分とつながる円錐部分と一体的である。

第二の方法によれば、垂直形段塔はその上部に収集用円筒部分を含み、その中央 部分には逆回転双曲線部分を含み、その下底は予備円筒部分と接続し、その上底 は下方を同いていて、逆回転円錐によって完成される前記の段塔の下部全構成す る円筒部分をその延長部としている。

別のもう一つの方法によれは、垂直形段塔はその上部に円筒部分を備えており、 その中央部分にはその下底が直径がより大きいか又は同じである円筒部分と一体 的な逆円錐台形を備え、さらにその上底は上記の塔の下方に位置し、最後にその 下部には、上記の円錐台形の上面のそれに等しい直径の円筒部分を備えており、 この円筒部分はこれと結合する底面を有する回転円錐をその延長部としている。

最後の方法によれば、垂直形段塔は上部、中央及び下部としだいく直径の減少し ていく円筒部分くより構成され、各部分は平形接合リング又は逆円錐胴によって 先の部分と結合され、下部円筒部分は逆回転円錐によって下方に延長されている 。垂直形段塔の内部には前記の上部円筒部分と下部円ｍ部分の間に位置する処理 部分が設けられている。前記の穿孔板はｌ又は数枚の等間隔の穿孔板をそれぞれ が含むグループを形成することができ、各グループ間に存在する距離は一般に穿 孔散開の距離よを可能ならしめる手段と、可溶化物質及び／又は洗浄分析され全 備えている。

要するに、前記の塔の下部円筒部分には、処理部分に配置された穿孔板を越えて 懸濁液に昇降運動をおこなわせるための脈流装置が配置されている。

本出願人が研究を重ね、本発明にもとすく設備を完成するたざまな処理及び被処 理媒質と組合わされた数多くのパラメータは２つの係数に、及び４を決定する式 にまとめられるということであった。従って実際に設置された、穿孔板の表面Ｓ 、穿孔係ぎ口に排出される、ｄｎとは全く異なる比重ｄｏＱ液、及び比重ｄｓの 懸濁状態の固体物質を含む垂直形段塔について、穿孔の孔径ダ及びこの孔の平均 間隔ｔ２、係数に、があらかじめ次のように定められた式、即ち によって少くとも１０に等しい値、好ましくは２０〜３００の範囲に含まれる値 をとるようにして決定する。

が２Ｘ以下の相対誤差を示す場合、係数４は次の式によって定められる。

但しνは表面Ｓ、孔径ダ及び穿孔係数ｐの板のレベルの液の運動粘性である。即 ち係数４は先の係数Ｋｍと組合わされなければならず、値としては少くとも１０ ０に等しい、好ましくは３００〜５ｏｏｏの範囲となるような値となる。

これら２つの式について本出願人は穿孔係数ｐ即ち任意の穿孔板の孔の総面積と この板の表面との比が極限値ｏ、ｏｏｉ〜０．２５の範囲に含まれなければなら ない、好ましくはｏ、ｏｏｓ〜０．１の範囲となるような値であることを実験的 に証明することを余儀なくされた。

係数に、及び４に与えるべき値の特徴を示すパラメータはすべて統一した単位系 から取られなければならない。他方でこれらのパラメーターはいずれも当業者に 公知であって、特定の場合ごとに当業者が簡単に決定することができる。

このようにして板の表面とも呼ばれるデカンテーション（ｆＩｊＩｊ法）表面Ｓ は所望の生産トン数を保証するための公知の旧来方式のデカンテーション規則に 従って決定される。

同様に垂直段塔の上方及びＦ方に単位時間当りに交代で移送される容積Ｖは、懸 濁状態の固体物質をある段から他の段へ所定の時間決めの生産にもとすいて移送 するために要する容積に少くとも等しい値に決定される。この容積Ｖは不連続式 に脈動懸濁液と共に一部ずつ排出され、一方他の部分は段塔の上部へ昇り、ここ から上注ぎ口を介して供給液及び溶液状の物質のほぼ全量と共に出ていく。

本出願人の確認したところによれば、処理効率は各方向への脈流によって生じる 懸濁液の瞬間流量が各周期部分の間、即ちこの懸濁液が上方及び下方に強制され る各移送の間連続する流は分級等級に応じて当業者が決定する。

実際的に設置される板の数Ｎは垂直段塔内で理論的に必要とされる板の数ｎの２ 倍よりも常に少ない。

さらに各々の板の孔の直径は一般に処理すべき懸濁液内に存在する最も大きな粒 子の直径の６倍大きく、また２枚の板の間の距離は少くとも孔間の平均圧Ｗ１１ ｔＫ等しくなければならない。

係数に、及び４については、これらは実験的に決定されており、さらにこれらの 係数値が位置し得る極限値ｔｊ：ｇ濁液についてと同様に固体相のない溶液につ いても試験の行われた極限値である。

本発明は添付図面の第１図乃至第４図に従い縦断面で示した設備に関する以下の 説明からさらに明確に理解されよう。

部は上注ぎ口（３）を備える上部円筒部分（２）となっており、これらの中央部 分（１）と上部円筒部分（２）は逆円錐面（４をはさんでつながり、さらに下部 円筒部分（場はその先が回転円錐面（８）となって延びている。

塔の上端即ち上部円筒部（２）内には供給用導管αｑが配置され、この導管を通 って処４丁べき懸濁液が段塔内に導入される。処理液は管路（７）を介して下部 円筒部（５）内に例えばポンプ（図示しない）の作用で入シ込む。

中央処理部（１ン内には８個の仮置が配置され、これらの板には相互に平均長さ ｔの間隔をあけた孔ａηが設けられている。中央部４部（１３は縦方向にかな９ の広が９を待ち、試料液相及び処理液相と分級試料の固体相との間の親密な接触 を可能ならしめるための部分である。液相中で層温した試料固体物質は導管−に よって導入され、処理塔の下部円筒部（場内に配置された機械的脈流手段（６） は前記の塔内に含まれる物質の上峰運動を確実に行わせる。管路（７）によって 導入される処理液の一部は試料固体物質に対する逆流循環によって段塔の下部か ら上部へ移動してこの固体物質と親しく接触する。次にこの処理液部分は処理塔 の収集円筒部（り内の上注ぎ口（３）から排出される。処理工程で塔の下部方向 へ移動する固体物質は塔の下注ぎ口と呼ばれる管路（９）を介して別の部分の処 理液と共に排出される。

別の図面によれば、中央処理部は第２図の場合は回転双曲面（２）をなしてその 小断面が下方に向けられており、一方第３図ではこの中央処理部は逆円錐台面０ をなし、第４図ではこの中央処理部はこの塔の上方から下方へ向かって減少して いく直径を符つ連続円筒部分ａ４から成９、各々の円筒部分は逆円錐台面α９に よって次の部分と結合されている。

液相中に懸濁状態をなす固体物質の洗浄分析による分離は次ｑような手順に従っ て実施される。即ち、先ず脈流式に移送されるＷ！Ａ濁液の容積の作用により１ つの板から他の板へこの固体物質を移送する。次に各々が処理段階を構成する各 板間でこの物質の再懸濁化をはかシ、最も細かい固体部分を処理塔の上方へ移動 させ、歳もめらい固体部分を下方へ移動させる。このようにして２枚の板の間に 含まれる間隔により限定されるこの処理段は固体物質の懸濁液の流量と組合わさ って脈流が下方に伝わるときはすぐ上の段から、脈流が上方に伝わるときはすぐ 下の段から供給金堂けるハイドロセパレ〜りを構成する。従ってこの段は脈流が 段塔の下部へ伝わるときは粒径の大きい固体物質のＳ濁液を生じ、脈流が段塔の 上部へ伝わるときは粒径の小さい固体物質のｓ８１液を生じる。段塔の下注ぎ口 ｆ９）Ｋ到着した固体物質は従って一連のハイドロセパレータ内をつぎつぎに通 過させられ、この装置内で固体物質は再び懸濁状態にされ、再度デカンテーショ ンに付され、従って徐々に細かな固体物質に分級される。

従って固体物質を２つの部分即ち粒径の大きい部分と粒径の小さい部分とにＮ＋ １段分離法によって分離する分離効率は旧来式のハイドロセパレータにより得ら れる分離効率を大きく上部わる。

ち上注ぎ口から放出される細かな物質と段塔のＦ部から抽出される粒のあらい物 質に従って極めて椙密な粒径分離を実施するためにも非常に有効であることが判 明する。

比重１．２８、温度５４℃、平均粒径６０−６５μ、そして先行技術のデータに 従って実施したパイロット段塔を用いている。

この段塔は総高４メートルの円筒−円錐結合形式で、上方から下方へ以下の各部 から成るニ ー第一の円筒収集部及び直径ｌ、＝２．２５ｒｎＯ上注ぎ口。これらは円錐台部 によって第二の円筒部につながる。

−高さ０．５メートル、直径ｌ、＝　１．６７　ｍの第二の円筒部。この部分は 直径９ミリメートルの穿孔をほどこし、４０ミリメートルの間隔で配置した１０ 枚の仮設を含む。この仮設は１辺４０ミリメートルの方形メツシュに従って穿孔 されておシ、穿孔率ｐ　””　３．５％に相当する。この部分は円錐台部によっ て第三の円筒部につながる。

−高さ１メートル、直径１２’３＝１−０５７３の第三の円筒部。この部分は穿 孔率６．２６％に相当する１辺４０ミリメートルの方形メツシュに従って直径１ １ミリメートルの孔を穿孔し、４０ミリメートルの間隔で配置した２０枚の仮設 を備える。

この第三の部分は先が同一直径で高さ０．５　ｍの円筒部分となって延びている 。さらＫこの部分は下注ぎ口に通じる円錐形で終る。

段塔は第一の円筒部から５トンのアルミナ三水和物を含有すり、そのうちのｚｓ ｔｒｔ１時が上注ぎ口の方へ移送される。両方向へ向かう脈流の総流量は１３． ４イ／時であろう２．４トンの固体を含む３．７ゴ／時の懸濁水が段塔の下注ぎ 口から抽出される。

液相及び同相の比重はそれぞれ次の通りである：固　相：ｄｓ＝２．４ 供給液相及び下注ぎ口の液相中に溶けた塩の形での濃度比率は７．５にすさ′な かった。この結果は仮設の４Ｍ数ｎ　＝　３について得られるはずの値であるが 、実際には３０枚の仮設が設置さ分級の効率は「トロンプ曲線」の名称で公知の 「配分率曲線」の方法で決定された。トロンプ曲線についてはに、？、）ロング 著「石炭の選鉱評価のための新方法」（フリユツクアラ７（ＧＩＬＪｃｋａｕｆ 　）誌１９３７年第７３号１２５／１３１〜１５１／１５６）に記載しである。

即ち、ｄｌｇｌ、下注ぎ口から出る確率０．５ヲ持つ粒子の直径６７ミクロン、 配分率曲線の不完全席（不完全指数） 前記の段塔の構造並びに機能上のデータは係数Ｋｉ＝　０．６５をこの実施例は 本発明により改良された設備ｆｃ説明するもので、℃、平均粒径６０−６５μ、 そして本発明のデータに従って実施したパイロット段塔を用いている。

この段塔は総高４メートルの円節−円錐結合形式で、上方から下方へ以下の各部 から成る： −第一の円筒収集部及び直径ｊＩ、＝　１．６０７４の上注ぎ口。これらは円錐 台部によって第二の円筒部につながる。

−高さ０．５メートル、直径１１．＝　１．０７　ｍの第二の円筒部。この部分 は直径６ミリメードルの穿孔をほどこし、４０ミリメートルの間隔で配置した１ ０枚の仮設を含む。この仮設は１辺４０ミリメートルの方形メツシュに従って穿 孔されており、穿孔率ｐ　＝　１．８％に相当する。この部分は円錐台部によっ て第三の円筒部につながる。

−高さ１メートル、直径〆、＝０．９７ｍの第三の円筒部。この部分は穿孔率４ ％に相当する１辺４０ミリメートルの方形メツシュに従って直径９ミリメートル の孔を穿孔し、４０ミリメートルの間隔で配置した１７枚の仮設を備える。

この第三の部分は先が同一直径で高さｏ、ｓｍの円筒部分となって延びている。

さらにこの部分は下注ぎ口に通じる円錐形で終る。

段塔は第一の円筒部から６トンのアルミナ三水和物を含有すり、そのうちの１． ６７７１”が上注ぎ口の方へ移送されたつ両方向へ向かう脈流の総流量は１４． ９ゴ／時を示した。

１．９トンの固体を含む２．．３ｒｔｔ／時の懸濁水が段塔の下注ぎ口から抽出 された。

液相及び同相の比重はそれぞれ次の通りである：固　相：ｄｓ＝２．４ 供給液相及び下注ぎ口の液相中に溶解した塩の形での濃度比率は１０３にすぎな かった。この結果は仮設の理論数ｎ　＝　１５．５について得られるはずの値で あるが、実際には２７枚の仮設が分級の効率は「配分率曲線」の方法によシ決定 された。即ち、ｄｌｌＩｓ下注ぎ口から出る確率０．５ｔ−持つ粒子の直径７３ ミクロン、及び配分率曲線の不完全席（不完全指数）段塔の構造韮びに機能の前 記のデータから係数に、＝１０が得この実施例は本発明により改良された設備を 説明するもので、℃、平均粒径６０−６５μ、そして本発明のデータに従って実 施したパイロット段塔を用いている。

この段塔は総高４メートルの円筒−円錐結合形式で、上方から下方へ以下の各部 から成るニ ー第一の円筒収集部及び直径１１＝１．８０　溝の上注ぎ口。これらは円錐台部 によって第二の円筒部につながる。

−高さ０．５メートル、直径Ａ＝　１．０７　ｆＪ＆の第二の円筒部。この部分 は直径５ミリメートルの穿孔をほどこし、４０ミリメートルの間隔で配置した１ ０枚の仮設を含む。この仮設は１辺４０ミリメートルの方形メツシュに従って穿 孔されており、穿孔率ｐ　＝　１．２％に相当する。この部分は円錐台部によっ て第三の円筒部につながる。

−高さ１メートル、直径ｄＨ＝　０．９７　ｔｎの第三の円筒部。この部分は穿 孔率２．１％に相当する１辺４０ミリメートルの方形メツシュに従って直径６． ５ミリメートルの孔を穿孔し、４０ミリメートルの間隔で配置した１７枚の仮設 を備える。

この第三の部分は先が同一直径で痛さ０．５７）ｌの円筒部分となって延びてい る。さらにこの部分は下注ぎ口に通じる円錐形で終る。

段塔は第一の円筒部分に５．８）ンのアルミナ三水和物を含有シ、そのうちのＬ Ｌｒｒｔ１時が上注ぎ口の方へ移送された。両方向へ向かう脈流の総流量は１４ ．１１ｔ／時を示した。

２トンの固体を含むＬ４ｗｔ／時の懸濁水が段塔の下注ぎ口から抽出された。

液相及び固相の比重はそれぞれ次の通りである：固　相：ｄｓ＝２．４ 供給液相及び下注ぎ口の液相中の溶けた塩の形での濃度比率は２２０にすぎなか った。この結果は仮設の理論数ｎ＝２３について得られるはずの値であるが、実 際には２７枚の仮設が設分級の有効率は［配分率曲縁Ｊ法により決定された。即 ち、ｄ＠（１％　下注ぎ口の排出確率０．５を持つ粒子の直径７５ミクロン、及 び配分率曲線の不完今度（不完全指数）段塔の構造並びに機能の前記のデータか ら係数澹＝３０が得られた。

Ｆ量０．１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　液相中Ｋｓ濁した固体物質の４作業を可能ならしめ、可溶化物質を液から除 去し及び／又はこの相中に懸濁した固体物質の８密な粒径分離を行うための改良 さｎｆＣ設備に於いて、本ｉ備は水平な穿孔板段、試料懸濁液及び処理液の供給 及び処理済懸濁液の排出手段、並びに脈流装置を具備する垂直段塔から成ってお り、実際に設置され、各々が表面Ｓ、穿孔係数即ち孔の全表面と版の表面との比 ｐを有するＮ個の穿孔板と、上下方向に交互に移送される単位時間当りの容積総 量Ｖを供給する脈ｄｏを有し、更に懸濁した固体物質は比重ｄｓを有１ｙ、ｇを 重力節４度として、以下の式： によって決定され、Ｍｔｌ記の段塔の技術的特性を要約する係数Ｋ。 が少くとも１０Ｘ望ましくは２０乃至５ｏｏｏ範囲となるような値となるように せしめた上で、孔の直径ダとこれらの孔間のが２ＣＸ以下の相対誤差全示す場合 、前記の係数に、に対して、以下の式： （但しνは板のレベルの液の運動粘性である）によって定められる係数４が組合 わされ、またこの値を少くとも１００に等しい、好ましくは３００乃至５０００ の範囲となるような値に調整すること全特徴とする請求の範囲１［記載の改良し た設備。 ３、穿孔係数ｐ即ち任意の板の孔の全表面とこの板の表面との比が極限値０．０ ０１乃至０．２５の範囲、好ましくはｏ、ｏｏｓ乃至Ｑ、１の範囲となるような 櫃であることを特徴とする請求の範囲１又は２に記載の改良した設備。 ４、段塔内に実際に設置ざｎたＮ個の穿孔板段が前記の段塔の円筒形部分内に配 置されることを特徴とする請求の範囲ｌ及び２に記載の改良した設備。 ５、段塔内に実際に設置されたＮ個の穿孔板段が前記の段塔の双曲線形部分内に 配置されることを特徴とする請求の範囲１及び２に記載の改良した設備。 ６、段階内に実際に設置さｎたＮ個の穿孔板段が前記の段塔の数個の同軸円筒− 円錐部分のｉａ合によって構成される区域内に配置されることを特徴とする請求 の範囲ｌ及び２に記載の改良した設備。 ７、　前記の段塔の数個の同軸円筒−円錐部分の結合によって構成される区域が 双曲線形の外側包絡体であることを特徴とする請求の範囲６に記載の改良した設 備。 ８、表面Ｓを持つ仮設の高さの液相の運動粘性をνとして前記の双曲線形部分の 高さ全体にわたって一定の比Ｓ／νを持つことを特徴とする請求の範囲５及び７ に記載の改良した設備。 ３