JPS6014745B2 - 塊状物輸送方法と塊状物輸送用スラリ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、石炭や鉱石等の塊状物をスラリーを担体とし
て輸送する塊状物輸送方法に関する。 特に詳しくは、塊状物と同一物質の微粉末で調製された
スラリ−を挺体として、塊状物を輸送する塊状物輸送方
法に関する。ここで、「スラリ−」とは、流体中に固体
粒子群が分散し、懸濁状になっているものをいう。従来
より、塊状物を徴粉化し、この微粉末と液体とを混合し
てスラリ−を調製し、このスラリーを流体としてパイプ
輸送する方法が広く知られている。 また最近では、徴粉炭と重油の混合燃料が実用化されつ
つあり、徴粉炭と重油との混合物や塗料のようにスラリ
ーがそのままの形態で利用される場合には、塊状物の全
量を徴粉化してスラリーとして輸送する従釆の方法は、
工業的に優れた輸送方法である。しかし、従来の輸送方
法は、輸送される物質が輸送先で塊状のまま利用される
場合には、徴粉化された部分と徴粉化に要したェネルギ
は浪費されたことになる。 そのため、塊状物を徴粉化せずに、そのまま液体中に浮
動させて輸送することも可能であり、公知例として埋立
て用の土砂を輸送するサイドポンプを挙げることができ
る。 しかし、この輸送方法は、塊状物の沈降が激しいため、
流速を著しく高める必要があり、長距離輸送に適さない
。 すなわち、一般的に流体輸送に消費される動力は〜流速
の二乗に比例するため〜輸送量をわずかに増加させる場
合にも、所要動力を大きく増加させる必要があり、経済
的に不利である。また流速を高めるために輸送パイプの
損耗が甚だしく、輸送パイプを保守整備し修理する労力
とコストが高くなる。さらに輸送中の塊状物の沈降速度
を低下させるためには、分散媒の粘度を高くすればよい
が、増砧剤はかなり高濃度で使用する必要があり、増粘
剤のコストが高くなると同時に、輸送先で増粘剤を回収
するために、塊状物の洗浄と洗浄液の濃縮工程が必要と
なり、輸送設備全体としての消費ヱネルギが〜 さらに
増大する傾向にある。本発明者は、これらの問題点を解
決するために、さまざまな視点から研究検討を加え、一
般に塊状物を徴粉化してスラリーに調製する際に、スラ
リーの粘度が増加し、従来の増粘剤の代替ができること
に着目して本発明を完成するに至った。 本発明は、

【ィ｝ 輸送後にスラリーと塊状物との分離
が不十分であっても塊状物を汚染しない、（口｝ スラ
リー調製用の微粉末およびこの徴粉化ェネルギが極めて
少なくて済む、し一 輸送に際して高い流速を必要とし
ない、塊状物輸送方法を提供することを目的とする。 本発明は、発送側では、被輸送体である塊状物をスラリ
ーに混合し、混合されたスラリーおよび塊状物を庄送用
ポンプにより主パイプラインに送り出し、受入側では、
上記主パイプラインに劉来する塊状物をスラリーから分
離し、分離されたスラリ−を副パイプラインを介して上
記発送側に返送し、上記発送側では、上記パイプライン
に返送された上記スラリーを新たに塊状物を輸送するた
めのスラリーとして再利用する塊状物輸送方法において
、上記発送側では、上記塊状物を最大粒径が１０仇伽こ
なるように調製し、上記受入側では、上言己主パイプラ
インに到来するスラリーおよび塊状物を目の大きさが３
〜５柳の絹を用いて分離し、上記発送側では、上記主パ
イプラインに送り出すスラリーおよび塊状物の混合物は
スラリーがその容積の３０〜６０％を占めるように調製
することを特徴とする。 スラリーは塊状物の微粉末を分散煤および分散剤に混入
して〜その粘度が２００〜２０００比ｐであるように調
製することが好ましい。 塊状物の微粉末は「発送側で被輸送物である塊状物を粉
砕して得ることができる。 分散嬢は水であり、分散剤は界面活性剤であることが好
ましい。 次に、図面により詳細に説明する。 第１図は、本発明実施例輸送装置の全体構成図、第２図
は同装置のフロー図である。 雨図において「Ａは発送側設備であり、Ｂは受入側設備
である。 まず最初に発送側設備Ａについて説明する。 鞠送前の塊状物１はこの例では石炭であって「図外の粗
砕機により、最大粒径が５０〜１０仇岬こなるように粗
砕される。この最大粒径の大きさは「後述する主パイプ
ラインの直径の２０％を目途に粗砕される。この塊状物
１の一部は、粉砕機２に運ばれ微粉末に徴粉化される。
この微粉末は「 滋沙肌のふるいを全量通過し、ガス通
過抵抗から計算した平均粒径が０．５〜１秋仇の粒度で
あって「市販ボルトランドセメントの粒度と同等あるい
はそれ以下の粒度まで徴粉化される。この粉砕機２によ
る粉砕は」湿式粉砕であって、粉砕機２には、分散嬢貯
槽３から分散煤として水が供給され〜可燃性の石炭が粉
砕時に発火する危険を防止する。 また粉砕機２には、分散剤貯槽４から分散剤である界面
活性剤が供給され、粉砕された粒子の再凝集を防止し、
スラリーの粘度を低下させて、微粉末の粉砕機２からの
排出や以後の工程の取扱いを容易にする。この湿式粉砕
された微粉末は、混合機５に送られる。 混合機５では、塊状物１と分散煤の水とが微粉末と混合
され、硬化前のコンクｌｊートに類した性状の輸送用流
体が調製される。ただしここでいう硬化前のコンクリ−
トとの類似点は、粒径分布や流動性であって、硬化性で
はない。この輸送用流体は「発送用圧送ポンプ７により
、受入側設備Ｂの設けられた目的地まで主パイプライン
８を介して輸送される。この輸送用流体の流動性は、直
径が主パイプライン８の約１．５倍の半円形のとし、を
水平面からいくらか（例えば約４０ｏ）傾斜させて設置
し、この上端部に輸送用流体を注いだときに、微粉末ス
ラリーから分散媒が分離したり、塊状物１からスラリー
が分離したりせずに、全体が徐々に流下するような性状
である。 具体的には、この輸送用流体中に微粉末スラリーの占め
る容積が３０％以上であることが必要で、このスラリ−
中に微粉末の占める容積が３０〜７０％であることが好
ましい。 微粉末スラリーの容積分率が３０％未満となると、スラ
リー成分である塊状物と分散煤との分離が見られる。ス
ラリーの容積分率の上限は輸送効率の上から約６０％が
好ましい。また、スラリー中の微粉末の占める容積が３
０％未満であると、スラリーが微粉末と分散媒に分離し
易くなり、７０％を越えるとスラリー粘度が高くなり過
ぎることがある。 このような輸送用流体の性状のため輸送用流体の流速を
高めることなく目的地まで輸送することが可能となる。 なお、第１図では示されていないが湿式粉砕された微粉
末は、受入側設備Ｂから返送される微粉末スラリーの粘
度が低下し過ぎた場合に、この粘度を調節するため、必
要に応じて徴粉末スラリー貯槽９に送られる。またこの
微粉末スラリー貯槽９あるいは浪合機５において微粉末
が再凝集を生ずることを防止し、スラリ−の粘度を調節
するためＬ適宜分散剤貯槽４から分散剤が添加される。
さらに、受入側設備Ｂから返送された微粉末スラリーが
微粉末スラリー貯槽９から混合機５にフィードバックさ
れ始めれば、粉砕機２を連続的に運転する必要はなく、
、所要の微粉末スラリー量から、このフィードバック量
を減じた分だけ、間欠的に運転して不足分を補うことで
足りる。このため微粉化に必要な塊状物やェネルギを節
減することができる。次に受入側設備Ｂについて説明す
る。 発送側設備Ａから敷設された主パイプライン８の受入側
末端は、受入貯槽１０‘こ接続される。この受入好槽１
０１こ供給される輸送用流体は、氏送中に塊状物１の一
部が粉砕され、粒子表面積が増加するため、発送側設備
Ａで添加した分散剤が消費され、微粉末スラリ−の粘度
が増加していることが多い。この場合には、受入貯槽１
０１こ補充用分散剤貯槽１１から分散剤を添加して、微
粉末スラリーの粘度を低下させ、次の塊状物１とスラリ
ーとの分離を容易にさせる。次いで、この受入貯槽１０
の輸送用流体は、塊状物１とスラリーとに分離する分離
機１２に送られる。 この分離機１２では、輸送用流体を分離機１２の絹の上
に流し込み、スラリーと粗粒を含む塊状物１とに分離す
る。ここで分離を容易にするため、分散剤貯糟１ １か
ら分離剤のシャワをかける。分離機１２で分離されたス
ラリーは、返送用微粉末スラリー貯槽１３に送られる。 この微粉末スラリー貯槽１３では、スラリー粘度を調節
するため、必要に応じて分散貯槽１１から分散剤を添加
する。この微粉末スラリー貯槽】３は、返送用圧送ポン
プ１４に接続される。この圧送ポンプ１４は、微粉末ス
ラリーを副パイプライン１５を介しして発送側設備Ａの
微粉末スラリー貯槽９へ返送する。一方、分離機１２で
分離された塊状物１は、その表面にスラリーが付着して
いるため、洗浄機１６に送られる。 この洗浄機１６では、塊状物１が輸送中に砕かれた粗粒
と塊状物１とを網の上に供給し、洗浄用分散嬢貯槽１７
から分散媒のシャワをかけて洗浄する。この絹の目の大
きさは、本発明では３．０〜５．仇岬である。網目が細
かすぎると、編み目詰まりを起こしやく、大きすぎると
次に述べる均一な返送用微粉末スラリーの性状を得るこ
とが困難になる。この網目を通過した粗粒と塊状物１に
付着していたスラリーは、洗浄用分散に洗い流され、こ
の分散煤とともに静贋槽である洗浄液貯槽１８に送られ
る。 ここで、固型分濃度の高いスラリ−と、微粒子濃度の低
下した洗浄用分散煤とに分離され、固型分濃度の高いス
ラリ−は、返送用微粉末スラリー貯槽１３に、洗浄用分
散媒は、洗浄用分散煤貯槽１７にそれぞれ送られる。一
方、洗浄が終わった塊状物１は次の輸送または加工のた
め、所定の場所に貯蔵される。 なお、上記説明では、塊状物として可燃性の石炭の例を
示したが、これに限るものではない。 もし塊状物が不燃性物質であれば、緑式粉砕の代わりに
粉砕時に分散煤および分散性を用いなし、乾式粉砕の方
法も採用してもよい。また粉砕機が１台で粉砕する例を
示したが、複数台であってもよい。また、塊状物から十
分な微粉末が輸送中に生じて、微粉末スラリーのフィー
ドバック量がこの輸送の所要量を充たしていれば、粉砕
機は設けなくてもよい。塊状物の性質によっては、微粉
末が多量に生じて、スラリーの中から過剰な微粉末を敬
除くことが必要な場合もある。また、粉砕機は発送側設
備Ａに備えられている例を示したが、発送側の塊状物に
異物質が混入または付着している場合、あるいは発送側
に粉砕機を備えることが困難な場合には、粉砕機は受入
側に備えてもよい。 さらに、主パイプライン８または副パイプライン３５の
中に、輸送用流体または微粉末スラリーを再加圧する庄
送ポンプあるいはスラリーの粘度を調節するための分散
剤供給装置を設けてもよい。 以上述べたように、本発明の輸送方法によれば、塊状物
と同質の微粉末により調製されたスラリーを坦体とし、
この担体を循環使用することにより、… 輸送後にスラ
リーと塊状物との分離が不十分であっても塊状物を汚染
することがない「｛口）スラリ−調製用の微粉末および
この徴粉化ヱネルギが極めて少なくて済む、し一 輸送
に際して高い流速を必要とせずポンプやパイプラインを
小型化し、輸送設備の損耗を防ぐことのできる、仁｝
被輸送体を受入側で粒径の大きな塊状物として取出すこ
とができ、この塊状物をスラリ−から分離する作業は極
めて容易で、分離に消費するェネルギは少なくて済み、
しかも受入側以降さらに船舶輸送またはパイプラインの
ない陸上輸送等を行う場合には、その送り先への輸送は
塊状物だけでスラリーを含まないため、その輸送重量は
小さく経済的に輸送することができる、｛ホ｝ 被輸送
体の粒径が大きく「輸送用流体中のスラリーの占める最
大値が６０％であるので、そのスラリー中の水の占める
割合の最大値が７０％であることから、空隙率の最大値
は６０％×７０％＝４２％ となり、空隙率の最大値が小さく、被輸送体を効率良く
輸送することができる、優れた塊状物輸送方法が得られ
る。 次に、本発明に用いられるスラリーについて実施例を示
し説明する。 ここに示す例はあくまでも一例であって、これにより本
発明の範囲を限定するものではない。実施例 １ 比重が１．３５、粒度が０．１側のふるい網目を全量通
過し、平均粒径１呼肌以下の徴粉炭を１００夕探り、こ
の上に分散嬢として常温の水を少量ずつ注ぎながら濃伴
した。 水が３３タ以下のときには、徴粉炭に濡れない部分があ
り「均一なスラリ−が得られない。さらに水を追加して
１６５夕になると「徴粉体の沈降がはげしく〜蝿梓を続
けなければヰ均一な状態を維持できなくなる。この水を
３３夕加えた状態では、徴粉炭と水との混合物は均一で
あるが、粘度は回転粘度計（ブルックフィールド型また
はＢ型粘度計）の測定範囲を越え、１００００比ｐ（ｌ
ｃｐ（センチポアズ）＝１０‐３Ｎ・ｓ′淋以下同じ。 ）以上と推定された。しかし徴粉炭に分散剤としてラウ
リル硫酸ソーダ０．５夕を混合しておくと、水の量が２
９夕でも粘度約１３４比ｐの均一なスラリーが得られる
。以上の実験から、塊炭輸送の担体としての微粉末スラ
リ−は、徴粉炭１００に対して水２９夕〜ｉ６５夕の範
囲の組成が適当である。 実施例 ２ 比重が４．８主成分が酸化鉄、粒度は実施例１とほぼ同
等の鉱石微粉末を１００夕探り「 この上に、実施例１
と同様に、徐々に水を加えてスラリ−の性状を観察した
。 水を９．３夕加えたときに水に濡れない部分はなくなっ
たが、スラリーにはならず塑性体となった。分散煤の水
に分散剤として２重量％ナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物ナトリウム塩を添加しておくと、｛ィ｝ 水の
量が８。 ２夕のときにスラリ−が自己流動性を示し〜｛ロー 永
の量が１０６夕のとき亨こ回転粘度計で約５比ｐの粘度
を示す、均一なスラリーが得られた。 また分散剤を添加しない水だけのときには、水の量が１
０６夕のときに約２０００比ｐの粘度を示す均一なスラ
リーが得られた。 実施例１および２の結果から、微粉末の比重が異なって
も、この容積分率が約７２％以下から１６％以上の範囲
でスラリーが得られ、３０％以上であれば粘度２０比ｐ
以上の安定なスラリーが得られることがわかった。 実施例 ３ 最大径が約４仇奴、粘度が１肋のふるい網目を通過しな
い、実質容積７４．０７その中塊炭１００ｋｇに実施例
１の徴粉炭スラリー（徴粉炭１００９、水２９夕、ラウ
リル硫酸ソーダ０．５夕、粘度約１３４比ｐの混合物）
を加え、ドラムミキサー中で約５分間混合し、混合物の
状態を観察した。 このときのスラリーの性状は、粘度が約 １０比ｐ、徴粉炭のスラリ−中の容積分率約１５％であ
って、スラリーの混合量が５０とを越えても、ドラム回
転に伴って上昇した混合物の中から大きな塊のみが分離
して落下し、均一な輸送用流体が得られない。 この混合物を前述したといの上に注ぐと、水、徴粉炭、
塊炭が分離して、塊炭のかなりの部分がとし、の上に残
留し、水と徴粉炭のうちの比較的４・さし、粒子が流下
する。粘度２０比ｐ以上「徴粉炭のスラリー中の容積分
率約３０％のスラリーを混合する場合には、スラＩＪ一
の混合量を約３２のこすると「回転ドラムの中で大きな
魂だけが落下することはなく、とし、の上に注いだ場合
にも、全体が徐々に流下する。 この実施例から輸送用流体においては、約３庇容積％の
微粉末スラリーが必要であることがわかる。 実施例 ４ 実施例３と同等の中塊炭１００Ｘ９（実質容積７４．０
７〆）に徴粉炭４庇容積％、ナフタレンスルホン酸ホリ
マリン縮合物ナトリウム塩０．５重量％を含む水６礎容
積％の成分の粘度約３５比ｐのスラリーを５０そ加え、
実施例３と同じドラムミキサーに入れて１０時間混合し
、混合物の状態を観察した。 この混合物を０．１肋の網目の上に移し、網目を通過す
るスラリーを集めて粘度を測定したところ、約２５０比
ｐまで上昇していた。 このスラリーにナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
ナトリウム塩０．４重量％を添加したところ、粘度が２
３比ｐまで低下した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明輸送装置の全体構成図。 第２図は同装置のフロー図。Ａ・・・・・・発送側設備
、Ｂ・・・・・・受入側設備、１・・・・・・‐塊状物
、２…・・・粉砕機、３・・・・・・分散煤貯槽、４・
・。 …分散剤貯槽、５・・・・・・混合機、Ｔ・・・・・・
発送用圧送ポンプ、８・…。・主パイプライン、９・・
・・・・微粉末スラリー貯槽、１０・・…・受入貯槽、
１１・・・・・・補充用分散剤貯槽、１２・・・・・・
分離機、１３・・・・・・返送用微粉末スラリ−貯槽、
１４・・・・・・返送用圧送ポンプ、１５・・・・・・
副パイプライン、１６・・・・・・洗浄機、１７・…・
・洗浄用分散煤貯槽、１８・・・…洗浄液貯槽。第１図
第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発送側では、 被輸送体である塊状物をスラリーに混合し、混合された
   スラリーおよび塊状物を圧送用ポンプより主パイプライ
   ンに送り出し、受入側では、 上記主パイプラインに到来する塊状物をスラリーから分
   離し、分離されたスラリーを副パイプラインを介して上
   記発送側に返送し、上記発送側では、 上記副パイプラインに返送された上記スラリーを新たに
   塊状物を輸送するためのスラリーとして再利用する塊状
   物輸送方法において、 上記発送側では、上記塊状物を最大粒径が１００ｍｍに
   なるように調製し、上記受入側では、上記主パイプライ
   ンに到来するスラリーおよび塊状物を目の大きさが３〜
   ５ｍｍの網を用いて分離し、上記発送側では、上記主パ
   イプラインに送り出すスラリーおよび塊状物の混合物は
   スラリーがその容積の３０〜６００％を占めるように調
   製することを特徴とする塊状物輸送方法。 ２ スラリーは塊状物の微粉末を分散媒および分散剤に
   混入して、その粘度が２００〜２００００ｃｐであるよ
   うに調製する特許請求の範囲第１項に記載の塊状物輸送
   方法。 ３ 塊状物の微粉末は、発送側で被輸送物である塊状物
   を粉砕して得る特許請求の範囲第２項に記載の塊状物輸
   送方法。 ４ 分散媒は水であり、分散剤は界面活性剤である特許
   請求の範囲第１項に記載の塊状物輸送方法。