JPS6384655A - スラリ−の処理装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はスラリーの処理装置に係り、詳しくは粗大粒子
及び／又は凝集性微粒子を含むスラリーを分級する前に
粉砕及び／又は分散するように構成された処理装置に関
するものである。

粉体な水あるいは有機液体を溶媒としてスラリー状態と
した後、分級又は濾過することによって行なわれてきた
。特に最近では加圧濾過や機械的な振動篩だけでなく超
音波濾過が開発されている。（特開昭６／−ｒ９２≦２
） 超音波濾過によれば機械的振動篩に比較して格段に濾過
寿命が延長されるが凝集性、粘着性等の強い微粒子を含
むスラリーを取扱う場合には戸材の目詰シ防止は末だ充
分ではなく戸液量の減少が避けられなかった。

（発明の目的） 本発明は従来技術の欠陥を解消するための装置である。

戸材の目開きにくらべて粗大な粒子は粉砕装置により粉
砕され、粗大な凝集粒子は撹拌分散等の分散装置によシ
分散され、粗音波による分散効果と相乗的に作用する。

以上の効果から濾過の際には目詰りによるＰ液量の減少
はなくなる。

（問題点を解決するだめの手段） スラリーを超音波濾過装置を用いて分級又は濾過をする
場合、炉材の目詰りが生じる事があり濾過の前に粉砕、
分散を考慮する必要がある。

凝集性微粒子スラリーは、これを−旦均一分散させても
一定時間経過すると再凝集を起こしてしまい最初の分散
処理の効果が消滅してしまう。本発明者はスラリーに対
して継続的に分散処理を行なうことが重要であることを
知得して本発明に到達した。

本発明の特徴はスラリー貯槽と超音波濾過装置を循環閉
回路でつなぎ、該循環路に粉砕−分散装置を設置し、同
一循環路内においてスラリーの分散と濾過を同時に行な
うことにある。

以下本発明を図面に基づ込て説明する。第１図は本発明
の一例である粉砕−分散装置を超音波濾過の前に用すた
場合の説明図である。

貯槽／は濾過におけるスラリーの循環タンクである。必
要に応じて原料スラリーはこの貯槽に供給される。貯槽
内には適当な撹拌機を用いるのが好ましい。粉砕−分散
装置コは粗大粒子を粉砕し及び／又は微粒子凝集体の凝
集を解きスラリー中に凝集性微粒子をより一層均−に分
散させるためのものである。

超音波濾過装置！は通常超音波濾過装置とよばれる周知
のものが用いられる。超音波濾過装置！は基本的には発
振器／θ、振動子３、ホーンダから成る超音波発振部分
と炉材６、濾過機本体７によって構成される。発振器１
０で発信された電気的信号は場合により電力計７等を経
て振動子３で機械的振動に変換されてホーンＺに伝えら
れる。そしてホーンダから炉材≦に向かって超音波が発
せられる。

炉材表面には凝集又は架橋現象をおこした粒子が存在し
ておシ超音波によシその凝集又は架橋現象が解かれて濾
過分級が円滑に行なわれるしくみになっている。炉材ｇ
はその表面全てに超音波が当るようにホーングに対して
回転する。

涙液タンク？は戸材乙で粗大粒子が戸別、除去された微
粒子のスラリーを溜めるためのものである。濾過されな
かったスラリーは超音波濾過装置夕の濾過機本体７から
管路／／を経て＼＝槽／にもどシ粉砕−分散装置コを通
じて再び逸機本体７に供給される。つまり循環が行なわ
ノｔ　る　。

この装置の処理対象物としてはカーボンブラック、染顔
料、カオリン、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、
メルク等があげられる。

これらの粉体は平均粒径！〜コθθｍμ　（−次粒子径
）の凝集性微粒子が凝集して生じた見掛は粒径１００μ
〜！朋（二次粒子径）の粒子及び凝集性のほとんどない
平均粒径／〜２００μの粗大粒子の単独又は混合した状
態のものである。

すなわち、粗大粒子の種類としては一次粒子蓮 が凝集した粒子とそもそも一次粒子自体が７大であるも
のの二種類がある。

混合状態のものとしてはたとえばカーボンブラック、染
顔料、シリカ、カオリン等の凝集体の見掛は粒径と同程
度の粒度を有する固形異物との混合物がある。

本発明装置は前記した粗大粒子を分級する場合及び固形
異物を含有する凝集性微粒子から固形異物を除去する場
合に用いられるが特に後者の場合に有効である。

これら粒子をスラリーとする為の溶媒としてハ水、エタ
ノール、エチレングリコール、グロビレングリコール、
ポリエチレングリコール、アセトン、メチルイソブチル
ケトン、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、カプロラクタ
ム等の液体またはこれらの混合物が用いられる。スラＩ
Ｊ　＋濃度としては０．／〜３０　ｗｔ％、好ましくは
／〜ｔｗｔチが用いられる。

粉砕−分散装置コは超音波濾過装置！の上流側に設置さ
れる。本発明において粉砕−分散装置とは、粉砕機能も
しくは分散機能を有する装置、両機能を併せ持つ装置、
又はそれぞれの機能を有する２種装置の組合せを意味す
る。

用いる粉砕装置としては通常中間粉砕機及び微粉砕機と
呼ばれているものが用−られる。

中間粉砕機としてはロール粉砕機、エツジランナー、衝
撃粉砕機等があげられ、微粉砕機としては衝撃摩砕粉砕
機、遠心力粉砕機、ボールミル、チョッパーコロイドミ
ル、パイプラインミル等があげられる。これら粉砕機は
粗大な一次粒子を粉砕するため及び／又は凝集性粒子の
凝集体（二次粒子）を破壊し一次粒子の形で分散させる
ために用すられる。

分散装置の方はホモミキサー、ツル−ター（超音波分散
機）等があげられる。分散装置の場合はスラリーの混合
、凝集性粒子の分散に用いられる。

スラリー循環量は処理装置の大きさによって異なるが通
常はＦ液量のθ、／倍〜！０倍、好ましくは０．２〜３
０倍の範囲である。

粉砕−分散装置の主目的が粗大粒子の粉砕であって、か
つ超音波濾過装置の主目的が分級である場合には超音波
濾過装置からの出口スラリーはその全量を貯槽に循環す
ればよい。

一方、粉砕−分散装置の主目的が凝集性粒子の分散であ
って、かき超音波濾過装置の主目的が固形異物の除去で
ある場合には、超音波濾過装置からの出口スラリーに固
形異物が濃縮されるのでその一部を系外に連続的又は間
欠的に除去し、残余は貯槽に循環される。系外への除去
は原料中に含まれる固形異物の含有量及び製品純度を考
慮して適宜に決定される。通常は／〜よθチの範囲から
選択される。

また粉砕−分散装置からの吐出流は、その全量を超音波
濾過機へ導入してもよいが、粉砕及び／又は分散をより
効率的に行なうために吐出流の１０〜り０チを貯槽に循
環させてもよい。

特に超音波濾過の始動時または貯槽へ新だなスラリーを
供給するような場合は循環量を大きくすることが好まし
い。場合によっては一時的に吐出流の全量を貯槽に循環
し、所定時間経過後に吐出流の一部を超音波濾過装置へ
供給する方法をとってもよい。粉砕、分散、Ｆ通の程度
については凝集粒子（二次粒子）を破壊して一次粒子に
まで分散させることが必要である。

かかる粒子径としてはたとえば２０μ以下に制御される
。引き続く超音波濾過で粒径を目的とする範囲、たとえ
ば０．７μ〜１０μにそろえる。なお戸材６の形状とし
ては円筒形以外に多角筒形又は円板形のものを用いるこ
とができる。

次に本発明を実施例によシ更に詳細に説明するが本発明
はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定される
ものではない。

（実施例／） 第１図に示す装置を用すてシリカ中の固形異物を除去し
た。先ず貯槽／でシリカ（／次粒子径平均コ、！μ、固
形異物ｏ、ｔ　ｗｔ％）を水スラリーに対して７ｗｔ％
となるように混合し、シリカの水スラリーを調製した。

粉砕−分散装Ｒ２としてホモミキサー分散機を使用し、
該スラリーをポンプにて粉砕−分散装置コとバイパスラ
イン／２を経て貯槽／に循環して分散させた。

その際ホモミキサー分散機は１４０００　ｒｐｍで運転
し、循環による分散操作を７時間継続実施しだ。

その後バイパスライン／２を閉にしてスラＩＪ−をｕｒ
ｒ？／ｈｒの速度で発振周波数／り、ｔ　ＫＨｚ１発振
振幅コ０μｍ、発振入力ｔｏｏＷ、Ｐ＃４の目開きイθ
μ、ホーンタと戸材６のクリアランス３朋、戸材６の回
転数ｔ　ｏ　ｒｐｍに設定された超音波濾過装置！に移
送し固形異物の除去処理を行なった。スラリーの一部は
管路／／を経て３ｉ／ｈｒで貯槽／に循環した。

このようにしてろ液タンク♂で得られたシリカのスラリ
ー戸液量は／ｒｒ／／ｈｒであシ、固形異物は全く含ま
れていなかった。

なおバイパスライン７．２を閉にして超音波濾過装置へ
スラリー供給を開始した時点よシ貯窄／へは７ｗｔ％シ
リカの水スラリーを／ｒｒ／／ｈｒの割合で供給し、貯
槽／の貯留量を一定に保持した。／！待時間後お込ても
戸材６の目詰りはほとんどみられなかった。

（比較例／） 実施例／において粉砕−分散装置（ホモミキサー分散機
）を省略した以外は同様の装置を用いて以下実施例／と
同じ条件下で超音波濾過を行なった。濾過当初の涙液量
は／ｒｒ／／ｈｒであったが、７時間後には０．ｊｒｒ
？／ｈｒ以下（３０％以下）に低下してしまい濾過操作
を打切った。

（実施例コ） 第１図に示す装置を用いて酸化チタンの分級な行なった
。まず貯槽／で酸化チタンの粉末（粒径！０μ〜１００
μの粗粒を含む）を酸化チタンのスラリー濃度が／　ｗ
ｔ％となるようにエチレングリコールと混合し、スラリ
ー化した。

次−で該スラリーをポンプにて実施例／と同様に粉砕−
分散装置λとしてのホモミキサー分散機に、又、その吐
出流の一部をバイパスライン／２を経て貯槽／に循環し
て分散させた。その際ホモミキサー分散機の回転数！θ
００　ｒｐｍ　。

循環量ｊｒｒｌ／ｈｒとして、７時間実施した。その後
バイパスライン／２を絞り、スラリーを’Ａｄ／　ｈｒ
の速度で超音波濾過装置！へ送液し、残余はバイパスラ
イン／２よシ貯槽／に循環した。

超音波濾過装置！は発振周波数／　９．Ｊ−ＫＨｚ、発
振振幅＝θμｍ、発掘入力ｔｏｏｗ、（ｐ材の目開き２
！μ、ホーンと戸材乙のクリアランス３朋、戸材乙の回
転数≦Ｏｒｐｍで運転し、分級濾過を行なった。

分級濾過されなかったスラリーの一部は、管路／／を経
てＪｉ／ｈｒで貯槽／に循環した。

このようにしてろ液タンクｒには粒径２ｊμ以下に分級
された酸化チタンの微粒スラリーが得られた。ヌラリー
戸液量はＪｙｙ／／ｈｒであった。

なお超音波濾過装置へスラリー供給を開始した時点より
貯槽／へは／　ｗｔ％の酸化チタンのエチレングリコー
ルスラリーを１ηｈｒの割合で供給し、貯槽／の貯留量
を一定に保持した。

７３時間後においてもＦ材の目詰りはほとんどみられな
かった。

（比較例２） 実施例コにおりて、粉砕−分散装置（ホモミキサー分散
機）を省略した以外は同様の装置を用いて以下、実施例
２と同じ条件下で超音波濾過による分級を行なった。

濾過当初のＦ液量はコｒｄ／ｈｒであったが、その後徐
々に減少し、１時間後には／　ｒｒ／／　ｈｒ　（ｊＯ
チ以下）に低下してしまい分級濾過を打切った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例を示した説明図である。 ／：貯槽、　２＝粉砕−分散装置 ！：超音波濾過装置 出　願　人　　三菱化成工業株式会社 代　理　人　　弁理士　良否用　　− ほか／名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粗大粒子及び／又は凝集性微粒子を含むスラリー
   を分級する装置であってスラリーの貯槽、粉砕−分散装
   置、超音波濾過装置、前記貯槽から粉砕−分散装置を介
   して超音波濾過装置へスラリーを移送する管路及び超音
   波濾過装置から貯槽へスラリーを循環する管路より構成
   された事を特徴とするスラリーの処理装置
2. （２）粉砕−分散装置の吐出流を貯槽に戻す循環路を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスラ
   リーの処理装置