KR102434238B1 - 고체 입자의 반송 방법 및 반송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체 입자를 기류 반송하는 방법이며, 상기 고체 입자는, 적어도 1종의 가스 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 물질로 이루어지고, 상기 고체 입자를, 상기 가스 성분을 포함하는 기체류에 의해 반송하는, 고체 입자의 반송 방법이다. 상기 고체 입자의 평균 입자경이 0.1㎜ 이상 1.0㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 고체 입자를, 부유류, 유동화류 또는 플러그류의 상태의 상기 기체류에 의해 반송하는 것도 바람직하다. 또한, 상기 고체 입자가, 적어도 1종의 가스 성분과 적어도 1종의 고체 성분에 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 물질로 이루어지고, 반송관 내에 있어서 상기 기체류에 의해 상기 고체 입자를 반송함과 함께, 상기 반송관 내 표면에 부착된 해당 고체 입자 또는 상기 고체 성분을, 해당 기체류에 의해 제거하는 것도 바람직하다.

Description

고체 입자의 반송 방법 및 반송 시스템

본 발명은 고체 입자의 반송 방법 및 반송 시스템에 관한 것이다.

종래, 원료 고체 입자를 제품의 제조 설비에 반송하는 경우나, 연료 고체 입자를 연소로로 반송하는 경우, 또는 폐기물인 고체 입자를 제조 설비 등으로부터 배출하는 경우 등에 있어서, 기체를 사용하여 그것들을 반송하는 기류 반송이 행해지고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 드라이에어를 사용하여 분체를 건조시킨 상태에서, 배관 내를 압송하는 방법이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 분립체 수송관 내의 막힘을 압력 검지하고, 막힘이 보여지는 경우는 고압 유체로 퍼지함으로써 배관 내를 세정하는 방법이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 평 8-012073호 공보 일본 특허 공개 평 9-323822호 공보

고체 입자가 기상 중에 있어서 별도 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 경우, 해당 고체 입자의 일부가 기류 반송 중의 마찰 등에 수반하여 해리하여 변질되어 버리는 경우가 있고, 그 경우, 품질 유지가 곤란했다. 또한 그러한 해리가 생기면, 생긴 변질물의 부착 등에 의해 반송 경로가 막혀버리는 경우가 있었다. 따라서, 기상 중에 있어서 별도 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 입자는, 종래 기류 반송을 행할 수 없고, 컨베이어 등의 수송용 기기를 이용하여 반송하지 않을 수 없었다. 컨베이어 등을 이용하는 경우, 반송 경로나 반송 용기의 선정에 제한이 있고, 이러한 것이 반송 비용을 저감할 때의 장애가 되고 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 전술한 종래 기술이 갖는 결점을 해소할 수 있는 고체 입자의 반송 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명자들은 예의 검토한 결과, 가스 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 입자를 반송할 때에, 해당 고체 입자를 해당 가스 성분을 포함하는 기체류에 의해 반송함으로써, 해리를 억제하면서 반송할 수 있는 것을 알아내었다.

본 발명은 이 지견에 기초하는 것으로, 고체 입자를 기류 반송하는 방법이며,

상기 고체 입자는, 적어도 1종의 가스 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 물질로 이루어지고,

상기 고체 입자를, 상기 가스 성분을 포함하는 기체류에 의해 반송하는, 고체 입자의 반송 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 반송 방법에 바람직하게 사용되는 반송 시스템의 일례를 나타내는 모식도이다.

이하 본 발명의 고체 입자의 반송 방법 및 반송 시스템을, 그 바람직한 실시 형태에 기초하여 설명한다.

본 발명에 있어서의 반송 대상인 고체 입자는, 적어도 1종의 가스 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 물질로 이루어진다.

해리란 착체, 분자 또는 염 등이 분리 또는 분열하고, 보다 작은 분자나, 이온 또는 라디칼을 일으키는 일반적인 과정이다. 또한 평형 반응이란, 가역 반응에 있어서, 반응이 진행됨에 따라 정방향의 반응 속도와 역 방향의 반응 속도가 동등해지고, 원료 및 생성물의 조성비가 외관상 변화하지 않게 되는 반응이다.

적어도 1종의 가스 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있다는 것은 고체 입자를 기류 반송할 때의 온도 및 압력 하, 자연 상태에 있어서 이론상 기상 중의 해리 평형 반응을 일으킬 가능성이 있으면 된다. 자연 상태에 있어서라 함은, 고체 입자를 해리시키기 위하여 인위적으로 플라스마 등의 에너지의 부가를 행하지 않는 것을 의미한다.

고체 물질은, 적어도 1종의 가스 성분과 적어도 1종의 고체 성분으로 해리되는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 것이, 본 반송 방법에 의한 반송의 안정성을 얻기 쉬운 점에서 바람직하다. 이 경우, 고체 물질을 A, 고체 성분을 B, 가스 성분을 C, 고체 물질의 몰수를 x, 고체 성분의 몰수를 y, 가스 성분의 몰수를 z라 하면, 해리 평형 반응식은 하기와 같이 된다.

고체 입자가 상기 식의 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 경우에 있어서, 기밀인 용기 중에 있어서의 고체 물질 A의 몰농도를 [A](mol/L), 고체 성분 B의 몰농도를 [B](mol/L), 가스 성분 C의 몰농도를 [C](mol/L)로 했을 때의 해당 해리 평형 반응의 해리 상수 K는 하기 식에 의해 나타낸다.

고체 입자의 해리에 의해 생길 수 있는 가스 성분은 상온(25℃) 상압(1 기압)에서 가스 성분이면 되고, 고체 입자 및 그의 해리에 의해 생길 수 있는 고체 성분은 상온(25℃) 상압(1 기압)에서 고체이면 된다. 보다 바람직하게는, 상기 가스 성분은, 고체 입자의 반송 분위기 즉 가스 성분을 포함하는 기체류의 후술하는 바람직한 온도 및 압력 하에서 기체이며, 또한, 고체 입자 및 그의 해리에 의해 생길 수 있는 고체 성분은, 기체류의 후술하는 바람직한 온도 및 압력 하에서 고체이다.

본 반송 방법은, 고체 입자가 해리 평형 반응에 의해 해리될 수 있는 가스 성분을, 고체 입자를 반송하는 기체류에 함유시키는 것을 특징의 하나로 하고 있다. 예를 들어, 고체 입자가 LiPF₆로 이루어지는 경우는, LiPF₆가 하기 식에 의한 해리 평형 반응을 일으키는 것에 기초하여 기체류는 PF₅를 포함한다. PF₅는 상온(25℃) 상압 (1 기압)에서 기체이며, LiF는 상온 상압에서 고체이다.

반송 분위기가 특정의 가스 성분을 포함함으로써, 해리 평형 반응의 평형은, 당해 가스 성분의 양을 저하시키도록 이동한다. 즉, 정 반응(해리 반응)의 반응 속도가 저하되고, 역반응(회합 반응)의 반응 속도가 커진다. 따라서, 본 반송 시스템(10) 및 이를 사용한 반송 방법에 의해, 고체 입자의 해리 반응을 억제하면서 고체 입자를 반송할 수 있다.

기체류에 포함시키는 가스 성분으로서는, 시판되는 것을 사용해도 되고, 공지된 방법으로 제조해도 된다. 기체류는, 상기 가스 성분만으로 이루어지는 것이어도 되지만, 비용 저감이나 기체류의 취급 용이성의 관점에서 당해 가스 성분 이외에도, 별도의 가스를 함유하고 있어도 된다. 별도의 가스로서는, 고체 입자의 해리 평형 반응에 관여하지 않는 가스를 사용하는 것이, 가스 성분의 사용에 의한 고체 입자의 해리 방지라고 하는 효과를 발휘하기 쉬운 점에서 바람직하다. 고체 입자의 해리 평형 반응에 관여하지 않는 가스로서는, 고체 입자, 고체 성분 및 가스 성분의 어느 것과도 화학 반응하지 않는 가스를 들 수 있다. 고체 입자의 해리 평형 반응에 관여하지 않는 가스의 구체예로서는, 아르곤 가스, 질소 가스, 헬륨 가스 등의 불활성 가스나, 노점을 조정한 건조 공기 등을 들 수 있다.

기체류가 상기 가스 성분과 불활성 가스의 혼합 가스인 경우, 기체류 중의 상기 가스 성분과 불활성 가스의 비율(체적 비율)은 전자/후자의 1/10000 이상인 것이, 고체 입자의 해리 방지와 같은 효과를 얻기 쉬운 점에서 바람직하다. 기체류 중의 상기 가스 성분과 불활성 가스의 비율(체적 비율)은 전자/후자의 1/25 이하인 것이 비용의 저감이나 기체류의 취급 용이성의 관점에서 바람직하다. 이러한 이유로부터, 기체류 중의 상기 가스 성분과 불활성 가스의 비율(체적 비율)은1/6000 이상 1/25 이하가 보다 바람직하다. 그러나, 상기 가스 성분의 100 체적％여도 상관없다. 또한, 기체류 중, 상기 가스 성분 및 불활성 가스 이외의 기체의 비율은 1 체적％ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 체적％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

고체 입자의 반송 분위기, 즉 기체류의 온도는, 외기온 이상인 것이, 온도 조정하지 않고 고체 입자를 반송하기 쉽기 때문에 바람직하고, 60℃ 이하인 것이, 고체 입자의 해리를 보다 한층 억제하기 쉽기 때문에 바람직하다. 이 관점에서, 기체류의 온도는 외기온 이상 60℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 외기온 이상 40℃ 이하인 것이 특히 바람직하다. 외기온으로서는 예를 들어 5℃ 이상을 들 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

고체 입자를 구성하는 고체 물질이, 후술하는 바와 같이 LiPF₆ 또는 LiBF₄인 경우, 기체류 중의 수분량은 최대한 적은 것이, 물과 이들의 고체 물질과의 반응을 방지하는 점에서 바람직하다. 예를 들어, 기체류 중의 수분량은 체적 기준으로 1000ppm 이하인 것이 바람직하고, 100ppm 이하인 것이 보다 바람직하다.

고체 입자는 부유류, 유동화류 또는 플러그류의 어느 상태에서 상기 기체류에 의해 반송되어도 된다.

부유류는 반송관 내의 풍속이 빠르고, 입자가 비상하면서 이동하는 흐름이며, 소위 저농도 반송 형태에 속한다. 부유류에는, 풍속이 비교적 늦고 입자가 반송관 저부에 집중하는 부유관 저류와, 풍속이 빠르고 입자가 반송관 내에 있어서 분산 상태로 반송되는 부유 분산류가 있다.

유동화류란, 입체가 반송관의 저부에서 사구와 같이 집단류의 형태로 미끄럼 이동하면서 이동하는 흐름이며, 고농도 반송 형태의 하나이다. 조분의 경우, 유동화류의 형성 원리는 플러그류와 거의 동일하다. 단, 플러그류와 같이 입자 집단이 반송관 단면을 막는 부분이 없거나 또는 매우 적은 것으로 여겨진다. 미분의 경우는, 플러싱(flushing) 현상에 의한 유동화의 원리를 이용한 반송 형태이며, 특히 공기를 포함하기 쉽고, 플러싱 현상이 강한 미분의 반송에 적합하다고 여겨진다.

플러그류란, 분립체가 비상하지 않고, 플러그와 같은 집단을 형성하면서 이동하는 흐름이며, 고농도 반송 형태의 하나이다. 이와 같은 형태로 반송하는 시스템에서는, 공기 소비량이 적고, 반송 효율이 양호한 데다가, 반송물의 파쇄나 배관 마모 등이 적은 것으로 여겨진다.

기류 반송 장치에는, 저압 흡인식, 저압 압송식, 고압 압송식, 플러그 반송식 및 에어 슬라이드가 있고, 어느 것을 채용할 수도 있다. 일반적으로, 부유류에 의한 반송은, 저압 흡인식, 저압 압송식에 의해 행하여져, 유동화류에 의한 반송은 고압 압송식에 의해 행하여져, 플러그류에 의한 반송은 플러그 반송식 또는 에어 슬라이드에 의해 행해진다.

고체 입자의 기류 반송의 거리는, 예를 들어 2m 이상 100m 이하, 특히 5m 이상 50m 이하인 것이, 반송 경로 선택의 유연성이 높다는 기류 반송의 장점을 얻기 쉬운 것 외에, 반송 용이성 등의 점에서 바람직하다. 또한, 기류 반송의 장점이 얻기 쉬운 점, 및, 반송 용이성의 관점에서 기류 반송의 도착점은, 기류 반송의 기점보다도 높은 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 0.5m 이상 50m 이하 높은 위치인 것이 바람직하다. 또한, 반송관의 직경(내경)으로서는, 일반적으로, 2.5㎝ 이상 13.5㎝ 이하를 들 수 있다.

고체 입자의 평균 입자경은 1㎜ 이하인 것이 고체 입자를 전술한 부유류, 유동화류 또는 플러그류, 특히 유동화류 또는 플러그류 상태의 상기 기체류에 의해 반송하기 쉬운 점에서 바람직하다. 또한 상기 평균 입자경은, 0.01㎜ 이상인 것이, 입자의 응집을 방지하기 쉬운 관점이나 수송 배관에 대한 부착 방지의 관점에서 바람직하다. 이들 관점에서 고체 입자의 평균 입자경은 0.01㎜ 이상 1.0㎜ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.05㎜ 이상 0.4㎜ 이하인 것이 특히 바람직하고, 0.1㎜ 이상 0.4㎜ 이하인 것이 가장 바람직하다. 고체 입자의 평균 입자경은 이하의 방법에 의해 측정된다. 여기에서 말하는 평균 입자경은, 기체 반송 중에 한정되지 않고, 명백하게 입경을 변화시키는 처리(분쇄 등)를 거치지 않고 있는 것이면, 반송 전 및 반송 후의 어느 고체 입자를 측정 대상으로 해도 된다.

<평균 입자경의 측정 방법>

입도 분포를 측정한 후, 평균 입자경을 산출한다.

입도 분포의 측정 방법은 체, 레이저 회절 등, 일반적인 방법을 이용할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 평균 입자경의 산출에 필요한 입도 분포의 측정 방법은, 체에 의한 방법으로 한다. 레이저 회절 등의 다른 방법으로 측정한 평균 입자경이 상기 범위에 포함되지 않는 경우에도, 체에 의한 방법으로 평균 입자경이 상기 범위 내이면 해당하는 것으로 한다. 체법에 의한 평균 입자경은 중량 분포로부터 산출된 가중 평균 직경이다. 구체적으로는, 평균 입자경의 측정은, JISZ8815의 「체 분류 시험 방법 통칙」에 준거하여, 건식법에 의한 온도도 15 내지 30℃, 노점 -20℃ 이하의 불활성 가스 분위기 조건 하에서, 4단 이상의 체를 사용하여 행한다.

기체류의 압력은, 부유류, 유동화류 또는 플러그류의 어느 것에 의해 고체 입자를 반송할지에 따라 크게 상이하지만, 일반적으로 반송 효율의 향상이나 입자간의 마찰열의 발생을 방지하여 해리를 보다 한층 억제하기 위해서, 흡인의 경우에는, -50kPaG 이상 대기압 이하, 압송의 경우에는, 대기압 이상 400kPaG 이하인 것이 바람직하다.

고체 입자는, 반송관 내에 있어서 상기 기체류에 의해 반송되는 것이 바람직하다. 또한 반송관 내 표면에 부착된 해당 고체 입자 또는 해당 고체 입자의 해리에 의해 생긴 고체 성분을, 해당 기체류에 의해 제거하는 것이 더욱 바람직하다. 기체류에 의해 반송관 내 표면에 부착된 고체 성분 또는 고체 입자를 제거하는 구체예에 대해서는 후술한다.

고체 입자는 폐쇄된 반송 경로 내에서 반송되는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 "폐쇄되었다"는 것은, 고체 입자의 외부로의 비산을 방지할 수 있을 정도의 밀폐도를 말한다. 보다 바람직하게는, 고체 입자는, 기밀성을 갖는 반송 경로의 내부에서 반송되는 것이, 외부로부터의 수분 등의 침입을 방지하고, 고체 입자의 변질을 억제할 수 있는 점이나, 기체류 중의 가스 성분의 외부로의 유출을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.

또한 본 발명에서는 반송 경로에 있어서 기체류를 순환시키는 것이, 반송에 사용하는 가스 성분의 이용 효율을 높이고, 반송 비용을 저감시킬 수 있는 점에서 바람직하고, 특히 기밀성을 갖는 반송 경로에 있어서 기체류를 순환시키는 것이 바람직하다.

고체 물질은, 불소 함유 무기염인 것이 바람직하고, 특히 PF₆- 또는 BF₄-를 음이온으로 하는 염인 것이 바람직하다. PF₆- 또는 BF₄-를 음이온으로 하는 염은, 상온(25℃)에서 기체의 불소화합물인 PF₅ 또는 BF₃을 해리하는 해리 평형 반응을 용이하게 생길 수 있다. 그 중에서도 PF₆- 또는 BF₄-의 알칼리 금속염은, 입수 용이성의 점이나 전지 등의 각종 분야에서 널리 사용되어 유용성이 높은 점에서 바람직하다. 특히 LiPF₆ 또는 LiBF₄는, 리튬 전지가 전해질로서 수요가 높고, 이것을 기류 반송함으로써 전해질 및 그것을 사용한 리튬 전지의 제조 비용을 저감할 수 있다는 산업상의 효과가 얻어지는 점에서 바람직하다.

또한, LiPF₆는 상온 상압 하, 및, 상술한 바람직한 기체류의 온도·압력 하에서, 상기 예를 든 식에 의한 해리 평형 반응을 일으킬 수 있다.

또한 LiBF₄는 상온 상압 하, 및, 상술한 바람직한 기체류의 온도·압력 하에서, 하기 식에 의한 해리 평형 반응을 일으킬 수 있다. BF₃은 상온 상압에서 기체이다.

가스 성분을 해리할 수 있는 고체 물질에 대해, 해리를 억제하여 기류 반송할 수 있는 효과의 이익을 높이는 점에서, 반송 대상인 고체 입자 중 적어도 1종의 가스 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 물질의 비율은, 10질량％ 이상인 것이 바람직하고, 30질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50질량％ 이상인 것이 한층 더 바람직하고, 70질량％ 이상인 것이 특히 바람직하고, 90질량％ 이상인 것이 가장 바람직하다. 이 함유율은 예를 들어 LiPF₆ 또는 LiBF₄이면 이온 크로마토그래프에 의해 측정할 수 있다.

이하에서는, 본 반송 방법 및 반송 시스템을, 고체 입자의 반송 시스템(10)에 관한 도 1에 기초하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1에 나타내는 반송 시스템(10)은, 반송물인 고체 입자가 투입되면서 또한 해당 고체 입자를 반송 경로(24)에 공급하는 전달 수단(21)과, 전달 수단(21)과 접속하고, 해당 전달 수단(21)으로부터 공급된 고체 입자를 반송 가능한 반송 경로(24)와, 반송 경로(24)와 접속해 고체 입자를 반송 경로(24)로부터 수취하는 수취 수단(20)과, 전달 수단(21)에 고체 입자를 공급하는 고체 입자 공급 경로(23)를 갖고 있다.

전달 수단(21) 및 수취 수단(20)으로서는 예를 들어 호퍼를 사용할 수 있다. 반송 경로(24)로서는, 기류 반송에 일반적으로 사용되는 형상의 반송관을 사용할 수 있다. 또한, 전달 수단(21), 수취 수단(20) 및 반송 경로(24) 그리고 시스템(10)을 구성하는 각종 가스관의 구성 재료로서는, 고체 입자나 기체류의 구성 성분에 대해 안정적이고, 기류 반송의 압력에 대해 내구성이 있는 재료를 임의로 사용할 수 있다. 이러한 재료의 구체예로서는, 염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 불소계 수지(PTFE, PFA, PVDF 등), 금속 배관(철, 스테인리스, 알로이 강 등)을 들 수 있다.

또한 반송 시스템(10)은, 반송 경로(24)와는 별도로, 수취 수단(20)과 전달 수단(21)을 접속하는 가스 귀환 경로(26)와, 가스 귀환 경로(26)에 접속하고, 특정의 가스 성분을 포함하는 기체를 가스 귀환 경로(26)에 도입되는 기체 공급 경로(25)와, 가스 귀환 경로(26)의 도중에 마련되어 압송력 또는 흡인력에 의해, 반송 경로(24) 중에 부유류, 유동화류 또는 플러그류를 발생시키는 블로워(22)를 갖고 있다. 본 시스템에 있어서 블로워가 순환 수단의 예이다.

반송 시스템(10)에 있어서는, 먼저 전달 수단(21)에 고체 입자 공급 경로(23)를 통하여 고체 입자가 공급된다. 또한, 기체 공급 경로(25)로부터 상기 특정의 가스 성분을 포함하는 기체가 가스 귀환 경로(26)에 공급된다. 상기 기체는 블로워(22)에 의해 기체류로서 전달 수단(21)으로 보내지고, 또한 반송 경로(24)에 고체 입자마다 이송된다. 또한 반송 경로(24)에 있어서 블로워(22)에 의한 압송력 또는 흡인력에 의해 기체류가 고체 입자를 반송하고, 수취 수단(20)에 도달시킨다. 수취 수단(20)에 도달된 고체 입자는, 그대로 저장되거나, 또는 다음 공정으로 보내진다. 한편, 수취 수단(20)에 있어서 기체류는 고체 입자로부터 이격되고, 가스 귀환 경로(26)를 통하여 블로워(22)로 되돌아가고, 블로워(22)에 의해 다시 전달 수단(21) 및 반송 경로(24)로 보내져서, 고체 입자의 반송에 사용된다. 가스 귀환 경로(26)에 있어서의 수취 수단(20)과 블로워(22) 사이에는, 기체류와 고체 입자를 확실하게 분리하기 위해, 도시되지 않은 필터 등을 마련해도 된다. 또한, 수취 수단(20)으로 반송된 고체 입자를 별도 개소에 이송하는 도시되지 않은 이송 수단을 마련해도 된다.

이상의 구성의 본 반송 시스템(10) 및 이를 사용한 반송 방법에서는, 고체 입자를 반송하는 기체류에, 고체 입자의 해리에 의해 생기는 가스 성분을 포함시킴으로써, 고체 입자의 해리를 억제하면서 고체 입자를 반송할 수 있다.

또한 반송 시스템(10)에 의하면, 수취 수단(20)과 전달 수단(21)을 반송 경로(24)와 가스 귀환 경로(26)에 2개의 경로에서 접속하고, 가스 귀환 경로(26)와 반송 경로(24)가 가스의 순환 경로를 구성하고 있다. 이 구성에 의해 특정의 가스 성분을 포함하는 기체류를 순환시키면서, 반송 경로(24)에 있어서 고체 입자를 반송할 수 있다.

가스 귀환 경로(26) 및 반송 경로(24) 그리고 수취 수단(20) 및 전달 수단(21)은, 모두 외부 공간에 대해 폐쇄되어 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 바람직하게는 이들의 수단 및 경로는, 외부 공간에 대해 기밀하게 유지된 기밀인 내부 공간을 형성하고, 이 기밀인 내부 공간 내에 있어서, 특정의 가스 성분을 포함하는 기체류를 순환시키고 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(10)은, 가스 귀환 경로(26)와 반송 경로(24)가, 전달 수단(21)을 우회시키기 위한 우회 경로(27)에 의해 접속되어 있는 것이 바람직하다. 우회 경로(27)는, 가스 귀환 경로(26) 및 반송 경로(24) 각각에 있어서의 전달 수단(21) 근방에 접속되어 있다. 가스 귀환 경로(26)에 있어서의 우회 경로(27)의 접속부보다도 전달 수단(21)측의 부분(이하 「제1 분기부」라고도 한다)(26a) 및 반송 경로(24)에 있어서의 우회 경로(27)의 접속부보다도 전달 수단(21)측의 부분(이하 「제2 분기부」라고도 한다)(24a)에는, 각각 밸브(26b 및 24b)가 마련되어 있다. 또한, 우회 경로(27)에도 밸브(27b)가 마련되어 있다. 이들 밸브에 의해, 제1 분기부(26a), 제2 분기부(24a) 및 우회 경로(27)가 각각 독립적으로 개폐 가능하게 되어 있다. 또한, 우회 경로(27)를 갖는 경우, 블로워(22)로서 압송 블로워를 사용하는 것이 바람직하다.

이상의 구성에 의해, 예를 들어 반송 경로(24)에, 고체 입자 또는 해당 고체 입자의 해리에 의해 생긴 고체 성분에 의한 막힘이 생기지 않은 경우에는, 우회 경로(27)에 있어서의 밸브(27b)를 폐쇄하고, 상기 밸브(26b) 및 밸브(24b)를 개방으로 해 둔다. 이에 의해, 블로워(22)로부터의 기체류는, 우회 경로(27)를 통하지 않고 오로지 전달 수단(21)을 통하여 반송 경로(24)에 공급되어, 고체 입자의 반송에 사용된다.

한편, 반송 경로(24)에, 고체 입자 또는 해당 고체 입자의 해리에 의해 생긴 고체 성분에 의한 막힘이 생긴 경우에는, 우회 경로(27)에 있어서의 밸브(27b)를 개방하고, 상기 제1 분기부(26a) 및 제2 분기부(24a) 각각에 있어서의 밸브(26b 및 24b)를 폐쇄한다. 이에 의해, 블로워(22)로부터의 기체류는 전달 수단(21)을 통하지 않고 우회 경로(27)를 통하여 반송 경로(24)에 공급된다. 우회 경로(27)를 통한 기체류는, 고체 입자에 의한 저항을 받지 않는 만큼, 높은 압력을 갖고 있다. 이 때문에, 반송 경로(24)에 부착된 고체 입자 또는 고체 성분을 퍼지할 수 있고, 반송 경로(24)의 막힘을 제거할 수 있다. 막힘을 제거한 후는 다시, 우회 경로(27)의 밸브(27b)를 폐쇄하고, 제1 분기부(26a) 및 제2 분기부(24a)의 밸브(26b 및 24b)를 개방하면, 고체 입자의 반송을 재개할 수 있다.

반송 경로(24)의 막힘의 검지 및 우회 경로(27) 및 제1 분기부(26a) 및 제2 분기부(24a)에 있어서의 밸브의 개폐는 공지된 수단으로 행할 수 있다. 예를 들어 특허문헌 2에 기재한 바와 같은 막힘 검출 수단을 사용할 수 있고, 이 검출 수단에 의한 검출 결과에 기초하여, 도시되지 않은 제어 수단으로, 전술한 각 밸브를 개폐할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 시스템(10)을 설명했지만, 본 발명은 이 시스템(10)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 블로워(22)로 바꾸고, 또는 그것 이외에도, 진공 펌프 등을 사용하여, 그 흡인력에 의해 고체 입자를 반송해도 된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는, 관계되는 실시예에 제한되지 않는다. 이하의 실시예에 있어서, 특별히 정함이 없는 한,「％」는 「질량％」를 의미한다.

〔실시예 1〕

도 1에 나타내는 반송 시스템(10)을 사용했다. 외기온 10℃의 환경에 의해 행했다.

전달 수단(21)으로서 스테인리스제의 호퍼를 사용했다. 수취 수단(20)으로서, 전달 수단(21)으로부터 20m 높으면서 또한 지면과 평행인 방향에 있어서 10m 이격된 위치에 배치된 스테인리스제의 호퍼를 사용했다. 전달 수단(21) 및 수취 수단(20)을 접속하는 반송 경로(24)로서 직경(내경) 5㎝, 길이 30m의 스테인리스제의 관을 사용했다.

고체 입자 공급 경로(23)로부터, 전달 수단(21)에 평균 입자경 0.22㎜의 LiPF₆ 분말을 100kg 투입했다. 우회 경로(27)에 있어서의 밸브(27b)를 폐쇄하고, 제1 분기부(26a) 및 제2 분기부(24a)에 있어서의 밸브(26b 및 24b)를 개방했다. N₂ 가스: 99.98 체적％ 및 PF₅ 가스: 0.02 체적％로 이루어지는 기체류(체적 기준으로 수분량은 20ppm)를 기체 공급 경로(25)로부터 가스 귀환 경로(26)에 도입하고, 블로워(22)로부터, 온도 10℃, 블로워(22)의 흡인 압력 -20kPaG에서 전달 수단(21)에 도입하여 반송 경로(24) 및 가스 귀환 경로(26)를 순환시켰다. 발생된 기체류에 의해 반송 경로(24) 내에 있어서 LiPF₆ 분말을 고압 압송하고, 유동화류로서, 수취 수단(20)까지 도달시켰다.

〔비교예 1〕

기체류의 조성을, N₂ 가스: 100 체적％로 한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 LiPF₆ 분말을 기류 반송했다.

〔실시예 2〕

전달 수단(21)에 투입하는 LiPF₆ 분말 100kg을, 평균 입자경 0.13㎜의 LiBF₄ 분말100kg으로 변경했다. 또한, 기체류의 조성을, N₂ 가스: 90 체적％, BF₃ 가스: 10 체적％로 변경했다. 그러한 점 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 LiBF₄ 분말을 기류 반송했다.

〔비교예 2〕

기체류의 조성을, N₂ 가스: 100 체적％로 한 것 이외는 실시예 2와 동일하게 하여 LiBF₄ 분말을 기류 반송했다.

각 실시예 및 비교예에서 수취 수단(20)에 도달한 고체 입자(LiPF₆ 분말 또는 LiBF₄ 분말)를, 하기 평가에 제공했다.

〔평가〕

용매로서, 1,2-디메톡시에탄 1.5L를 비이커에 넣어서 액온을 25℃로 설정했다. 고체 입자(100g)를 비이커에 넣고 3분간 교반해 용해시켰다. 얻어진 용액을 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 타입 멤브레인 필터 (구멍 직경 0.1㎛)로 여과 처리에 실시함으로써, 불용해분을 여과 분별시킨 후, 건조기로 멤브레인 필터와 함께 건조시켰다. 각 실시예 및 비교예의 불용해분의 질량을 하기 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 동일한 LiPF₆ 분말을 반송하는 경우에도, LiPF₆의 해리 가스인 PF₅를 포함하는 기체류를 사용한 실시예 1에서는, PF₅를 포함하지 않는 기체류를 사용한 비교예 1에 비하여 반송 후의 불용해분이 적었다. LiPF₆ 분말 대신 LiBF₄ 분말을 반송한 실시예 2 및 비교예 2에서도 마찬가지였다.

LiPF₆ 분말 및 LiBF₄ 분말은 평가에서 사용한 용매에 용이하게 용해하는 것이다. 한편, 이들 분말의 해리에 의해 생기는 불화 리튬LiF는, 당해 용매에 불용이다. 따라서, 불용해분의 석출은 반송 중의 해리에 의한 변질을 나타낸다.

이상에서, 본 발명의 반송 방법에 의해, 가스 성분을 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 물질로 이루어지는 고체 입자의 해리를 효과적으로 억제하면서 고체 입자를 반송할 수 있는 것을 알 수 있다.

본 발명은 종래의 기류 반송 방법에서는 반송할 수 없었던, 가스 성분을 해리할 수 있는 고체 입자를, 해리를 억제하면서 기류 반송할 수 있다. 이 때문에, 반송 용기나 반송 경로를 유연하게 선택할 수 있고, 반송 비용을 대폭 삭감할 수 있다.

Claims (8)

1. 폐쇄된 반송 경로 내에 있어서, 기체류를 순환시켜, 해당 기체류에 의해 고체 입자를 반송하는 방법이며,
   상기 고체 입자가, 적어도 1종의 가스 성분과 적어도 1종의 고체 성분으로 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 물질로 이루어지고, 상기 기체류가 상기 가스 성분을 포함하고,
   반송관 내에 있어서 상기 기체류에 의해 상기 고체 입자를 반송함과 함께, 상기 반송관 내 표면에 부착된 해당 고체 입자 또는 상기 고체 성분을, 해당 기체류에 의해 제거하는, 고체 입자의 반송 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고체 입자의 평균 입자경이 0.1㎜ 이상 1.0㎜ 이하인 반송 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고체 입자를 부유류, 유동화류 또는 플러그류의 상태의 상기 기체류에 의해 반송하는 반송 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고체 물질이, LiPF₆ 또는 LiBF₄인 반송 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고체 입자를 상기 반송 경로에 공급하는 전달 수단과, 상기 반송 경로로부터 상기 고체 입자를 수취하는 수취 수단과, 전달 수단과 수취 수단을 접속하는 가스 귀환 경로를 마련하고, 상기 반송 경로와 상기 기체류의 귀환로가 가스의 순환 경로를 구성하고 있으며,
   상기 가스의 순환 경로에 상기 전달 수단을 우회하는 우회 경로를 마련하고, 상기 반송관 내 표면에 부착된 상기 고체 입자 또는 상기 고체 성분을 제거하는 기체류를, 상기 우회 경로를 통하여 상기 반송 경로에 공급하는, 반송 방법.
6. 폐쇄된 반송 경로를 갖고, 해당 반송 경로에 있어서 고체 입자를 반송하는 시스템이며,
   상기 고체 입자가, 적어도 1종의 가스 성분과 적어도 1종의 고체 성분으로 해리하는 해리 평형 반응을 일으킬 수 있는 고체 물질로 이루어지고,
   상기 가스 성분을 포함하는 기체류를 상기 반송 경로 내에 순환시키는 순환 수단을 갖고 있으며, 해당 기체류에 의해 반송관 내에서 상기 고체 입자를 반송하고, 또한,
   상기 반송관 내 표면에 부착된 해당 고체 입자 또는 상기 고체 성분을, 해당 기체류에 의해 제거하는 수단을 갖는, 반송 시스템.
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