TW201532713A - 微粉漿料之固液分離、乾燥設備及其方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於防止乾燥品之污染、粒子形狀之變形及粒度分佈之變化。 本發明之微粉漿料之固液分離、乾燥設備包括：固液分離裝置，其將被處理物供給至捲繞於分離輥之外周的環狀之一對分離濾布之間而進行壓榨，並且藉由經由上述分離輥之外周面上所形成之通氣孔進行通氣之通氣氣體進行脫水；及橫置旋轉式乾燥機，其於上述固液分離裝置之後段；且該微粉漿料之固液分離、乾燥設備係使載氣以與被處理物之搬送方向相同之方向之並流之形式流通至上述乾燥機之轉筒內。

Description

微粉漿料之固液分離、乾燥設備及其方法
本發明係關於一種微粉漿料之固液分離、乾燥設備。尤其係關於一種於對包含金屬微粉之漿料進行過濾及乾燥時可抑制因金屬微粉所致之設備之磨耗的漿料之固液分離、乾燥設備及其方法。
於用作電池材料等之金屬氧化物或金屬氫氧化物之製造步驟中，為了最終以金屬微粉之形式製品化，通常係將含有金屬微粉之漿料過濾之後，藉由氣流乾燥機或噴霧乾燥機進行乾燥，而獲得目標之金屬氧化物或金屬氫氧化物之乾燥品。
更具體而言，於使用氣流乾燥機進行乾燥之情形時，於乾燥機之管內利用熱風搬送來自過濾步驟之已凝聚之濕潤粉體，並於搬送過程中藉由因熱風而產生之對流傳熱使濕潤粉體乾燥，從而獲得金屬微粉乾燥品。
又，於使用噴霧乾燥機進行乾燥之情形時，使漿料通過旋轉噴霧器或噴嘴等分散器而噴霧分散至乾燥室內。對乾燥室內吹入熱風，於經噴霧之液滴在熱風中因重力沈降之期間使液滴乾燥，從而獲得金屬微粉乾燥品。
作為使用此種氣流乾燥機或噴霧乾燥機等而獲得金屬氧化物或金屬氫氧化物等之發明，可列舉下述文獻。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利5136904號公報
[專利文獻2]日本專利特開2011-078933號公報
然而，上述噴霧乾燥機與流動乾燥或間接加熱乾燥等其他乾燥方式相比，存在熱效率較差之問題。
又，若為了提高該熱效率而降低漿料之含水率，則漿料中所含有之金屬微粉會高速地與旋轉噴霧器或噴嘴等分散器接觸。其結果，分散器產生磨耗，從而產生構成受到磨削之分散器之金屬微粉末混入至漿料中的(污染)問題。
又，通常而言，粒徑100μm以下之微粒子通常不論材質如何，若為濕潤狀態，則存在於粒子界面之液體會進行交聯，故而附著力較強，表現出黏性。因此，容易附著於處理裝置之內壁，而難以處理。尤其是，有時會出現觸變(thixotropy)或膨脹(dilatancy)現象。實際情況為，即便於未產生該等現象之情形時，僅僅因黏度較高，便已難以處理。
作為影響上述微粒子之處理之因素，有是否為金屬粉、為無機粉體抑或是有機粉體、於極性液體中之溶解度、組成等各種因素。但是，通常而言，粒子之附著力依存於粒徑即粒子之表面積(界面之影響面積)，故而只要為粒徑100μm以下之微粒子之濕潤粉體，通常便難以處理。
若對包含此種微粒子之漿料進行脫水，則會產生上述觸變等問題，導致附著性變高。雖亦取決於微粒子之種類等，但通常而言，若藉由固液分離將含液率(含水率)為90wt%(濕基準(以下記作W.B.))以上之漿料之含液率(含水率)降低至20~30wt%(W.B.)，則多數情況下會因該觸變性而導致附著力變強。
因此，於藉由脫水步驟將含液率(含水率)降低至20~30wt%(W.B.)左右並將固液分離後之附著性較高之漿料搬送至乾燥機的情形時，必需螺旋輸送機等機械性地進行強制搬送之裝置。
然而，於使用螺旋輸送機等強制搬送機構之情形時，被搬送之過濾後之漿料(被處理物)於與螺旋輸送機之內壁及螺桿之間受到較大之剪切力。因此，存在如下問題：因搬送中所產生之摩擦而導致例如構成螺桿之金屬受到磨削，而於最終製品中混入該金屬(污染)，從而難以獲得高品質之製品。
又，存在如下問題：因螺桿之剪切力而導致漿料中之金屬粒子之形狀變形或者粒度分佈產生變化。其結果，該等現象導致最終製品之品質下降、良率下降。
因此，本發明之課題在於防止乾燥品之污染、粒子形狀之變形及粒度分佈之變化。並且，本發明之課題在於防止最終製品之品質及良率下降。
已解決該問題之本發明係關於一種微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其特徵在於包括：固液分離裝置，其包含如下構成，即，環狀之一對分離濾布重疊捲繞於沿周向旋轉之分離輥之外周，並且可沿上述分離輥之旋轉方向移行，供給至上述一對分離濾布之間之被處理物於上述分離輥之外周面被夾入至上述一對分離濾布之間而被壓榨，並且，藉由經由上述分離輥之外周面上所形成之通氣孔而自分離輥之內側向外側進行通氣的通氣氣體進行脫液；及橫置旋轉式乾燥機，其設置於上述固液分離裝置之後段，包括轉筒及加熱機構，上述轉筒於一端側具有被處理物之供給口，於另一 端側具有被處理物之排出口，且繞軸心方向旋轉自如，上述加熱機構包含設置於轉筒內部之流通加熱介質之加熱管，且該橫置旋轉式乾燥機於將自上述轉筒之供給口供給之被處理物自排出口排出的過程中，藉由上述加熱機構進行加熱乾燥；且該微粉漿料之固液分離、乾燥設備係使載氣以與被處理物之搬送方向相同之方向之並流之形式流通至上述轉筒內。
於藉由先前之固液分離裝置對包含微粉(尤其是粒徑100μm以下之微粒子)之含液率約為90wt%(濕基準W.B.)之漿料進行脫液(脫水)的情形時，固液分離後之漿料之含液率之極限為35~30wt%(W.B.)左右。
其結果，因相對較高之含液率而導致上述各種問題為現狀。
但是，根據本發明之上述構成之固液分離裝置、尤其是具有代表性的日本專利第4677484號公報、日本專利第4739401號公報、日本專利第4381461號公報、日本專利第4381462號公報等中所記載之固液分離裝置，可將脫水後之漿料之含液率降低至19~12wt%(W.B.)左右。
若為上述含液率(19~12wt%(W.B.))，則可防止觸變現象或膨脹現象。
進而，根據本發明之橫置旋轉式乾燥機(間接加熱型旋轉乾燥機)，僅藉由所謂之窯動作使微粒子滾動，並非機械性強制混合力以外力之形式作用於微粒子者，故而無微粒子之損傷等，從而可獲得高品質之乾燥品而極佳。
另一方面，於本發明中，係使載氣以與被處理物之搬送方向相同之方向之並流之形式流通至轉筒內。載氣主要用於將乾燥過程中自被處理物蒸發之水蒸氣排出至轉筒外。
先前採用使載氣相對於被處理物之移動方向而反方向地流動之 對流。若採用該對流形態，則作為被處理物之出口側之轉筒出口側端部附近成為載氣之流入部位，故而自被處理物蒸發之水蒸氣較少而成為濕度較低者。因此，具有可防止被處理物吸濕而可降低被處理物之水分的優點。
然而，轉筒入口側端部附近因載氣中含有較多水蒸氣而成為濕度較高之環境。於該濕度較高之環境之轉筒入口側端部，當被處理物與對流之載氣接觸時，由於被處理物之溫度低於載氣之溫度，故而因冷凝傳熱而發生水蒸氣之結露。已結露之水蒸氣成為附著於被處理物之表面之附著水，導致其含水率上升。其結果，存在被處理物附著於轉筒內部、堵塞轉筒內之通路或者發生造粒的問題。
於旋轉式乾燥機內，被處理物被加熱而使水分逐漸蒸發，故而於轉筒出口側端部附近，被處理物之溫度升高而成為活性較高之狀態。而且，有時亦會產生如下問題：當低濕度之載氣流入至此處時，被處理物隨著與載氣接觸而與載氣中之氧或二氧化碳發生反應而變質。
為了避免此種問題，於本發明中，採用使載氣沿與被處理物之搬送方向相同之方向流動的並流。由於係使載氣自轉筒入口側端部流入，故而轉筒入口側端部附近之濕度降低。其結果，具有如下優點：即便於所供給之被處理物之溫度較低之情形時，亦不易發生結露。由於不發生結露，故而亦不存在被處理物附著於轉筒內部而堵塞被處理物之通路或者被處理物發生造粒的情況。
另一方面，由於乾燥過程中自被處理物蒸發之水分與載氣一同被搬送至轉筒出口側端部，故而轉筒出口側端部附近之氣體之組成中，水蒸氣所占之比率升高。因此，可將氧或二氧化碳濃度抑制得較低，從而可抑制被處理物與氣體中之氧或二氧化碳之反應。其結果，可避免最終製品之品質劣化及良率降低。
(機械性搬送機構：帶式輸送機)
可在連接於上述固液分離裝置之排出口之落下滑槽與連接於上述橫置旋轉式乾燥機之上述供給口之供給滑槽之間設置帶式輸送機。該帶式輸送機接住自落下滑槽落下之脫液物，並搬送脫液物，將脫液物自末端導引至上述供給滑槽。再者，上述固液分離裝置與帶式輸送機亦可不經由落下滑槽而直接連接。
為了將脫液物自固液分離裝置搬送至乾燥機，不設置螺旋輸送機而設置帶式輸送機，藉此，脫液物不會受到剪切應力。因此，不存在螺桿等金屬產生磨耗而以雜質之形式混入至最終製品中的情況。又，亦不存在最終製品之粒子形狀變形或者粒度分佈產生變化的情況。
構成帶式輸送機之輸送帶之素材較佳為橡膠。亦可為樹脂輸送帶。
可設為如下構成：於上述供給滑槽之途中設置對其流路進行開閉之風門，並且使上述載氣自較上述風門更靠下游側(靠近橫置旋轉式乾燥機之側)流入。
藉由設置風門，可使脫液物經由供給滑槽順利地流入。又，可遮斷來自轉筒內之熱風對帶式輸送機側之影響。進而，較大之優點為，可調用載氣作為供給滑槽之洗淨用氣體。
再者，亦可將上述風門之設置位置設於供給滑槽之上端或下端。又，可不設置上述供給滑槽而將帶式輸送機之排出口與橫置旋轉式乾燥機之供給口直接連接。進而，於該情形時，可於帶式輸送機與乾燥機之接合部設置上述風門。
(流下流路)
根據本發明之另一態樣，亦可包括流下流路，該流下流路不使用機械性搬送機構而藉由落下重力將自微粉漿料之上述固液分離裝置 排出之被處理物導引至上述橫置旋轉式乾燥機之供給口。
而且，藉由不使用機械性搬送機構而藉由落下重力將自固液分離裝置排出之被處理物經由流下流路導引至橫置旋轉式乾燥機之供給口，而上述雜質不會混入至最終製品中。又，亦不存在最終製品之粒子形狀變形或者粒度分佈產生變化的情況。
進而，若不使用機械性搬送機構而將脫液物直接導引至橫置旋轉式乾燥機內，則與機械性搬送機構相比，可於相對較短之時間內移送。因此，可抑制脫液物之溫度降低，從而可謀求降低乾燥機之乾燥負荷或者排除因溫度降低所引起之品質劣化因素。
上述流下流路較理想為僅藉由落下重力而向上述橫置旋轉式乾燥機之供給口進行導引者。
較理想為於上述流下流路設置有將籠罩固液分離裝置之罩內與橫置旋轉式乾燥機內之連通遮斷及開放的空氣閉鎖機器。
若籠罩固液分離裝置之罩內的伴有大量蒸氣之氣體被送入至橫置旋轉式乾燥機內，則存在被處理物附著於橫置旋轉式乾燥機之入口部分的情況，從而無法充分進行乾燥。進而，載氣之相對濕度上升，成為乾燥機中之熱效率下降之因素。
但是，只要至少為2級風門或1台旋轉閥，即可進行空氣閉鎖，從而可防止上述問題。又，風門或旋轉閥僅係接住被處理物以及解除該接住而容許重力落下者，並非螺旋輸送機或帶式輸送機之類的水平方向之機械性搬送機構，故而不會產生伴隨該等之使用之磨耗或剪切力。因此，不存在最終製品中混入雜質的情況，亦不存在最終製品之粒子形狀崩壞或者粒度分佈產生變化的情況。
(洗淨裝置)
固液分離裝置通常由罩覆蓋，且於其罩形成有被處理物之排出口。而且，宜設為利用洗淨液將環狀之一分離濾布上的壓榨前之被處 理物洗淨的構成。於該情形時，若洗淨液溫度為例如60~75℃之高溫，則罩內之氣體會伴有大量蒸氣，若洗淨液溫度為10~50℃，則可避免被處理物附著於橫置旋轉式乾燥機之入口部分以及載氣之相對濕度過度上升，不會明顯產生上述問題。
(袋濾器)
自橫置旋轉式乾燥機排出之載氣(以下稱為「排氣」)有時包含金屬等微粒子(乾燥製品)。因此，藉由於上述乾燥機之後段進而設置袋濾器，可捕獲並回收自乾燥機排出之排氣中之微粒子。又，由於在過濾室中將微粒子去除，故而可將潔淨之氣體釋放至大氣中。
(排氣罩、蒸汽管)
可於橫置旋轉式乾燥機設置排氣罩，並於該排氣罩繞上蒸汽管而進行保溫，該排氣罩覆蓋轉筒之整個出口側端部，排出轉筒之排氣，且與上述袋濾器連接。
於本發明中，由於係使載氣以與被處理物之搬送方向相同之方向之並流之形式流通至轉筒內，故而乾燥品之出口側處之溫度較低。
因此，藉由在排氣罩繞上蒸汽管而進行保溫，可順利地進行水蒸氣之排出。
本發明尤其於被處理物包含粒徑100μm以下之金屬微粒子之情形時，可顯著改善先前之問題。然而，本發明中，亦可為除金屬粉體以外之無機粉體或有機粉體、高分子粉體等。
於本發明中，如上所述，作為脫水後之漿料，最佳為含液率為19~12wt%(W.B.)之漿料。
藉由本發明，可防止乾燥品之污染、粒子形狀之變形及粒度分佈之變化。其結果，可防止最終製品之品質及良率下降。
1‧‧‧濾布(分離濾布)
1A‧‧‧水平部
2‧‧‧輥
3‧‧‧供給口
4‧‧‧水平式真空過濾裝置
7‧‧‧分離輥
7A‧‧‧通氣孔
7B‧‧‧通氣氣體室
7C‧‧‧分散機構
8‧‧‧分離濾布
9‧‧‧固液分離裝置
10‧‧‧壓榨帶
20‧‧‧分離濾布洗淨裝置
21‧‧‧壓榨帶洗淨裝置
22‧‧‧刮板
30‧‧‧轉筒
31‧‧‧加熱機構(加熱管)
33‧‧‧套管
33A‧‧‧加熱配管
34‧‧‧排氣口
35‧‧‧排出口
40‧‧‧落下滑槽
41‧‧‧被處理物供給路徑(供給路徑)
41A‧‧‧垂直部
41B‧‧‧傾斜部
42‧‧‧風門
43‧‧‧供給滑槽
43A‧‧‧吹入口
44‧‧‧振動器
51‧‧‧固液分離裝置
51A‧‧‧罩
52‧‧‧搬送裝置(帶式輸送機)
52A‧‧‧輸送帶
52B‧‧‧(帶式輸送機之)排出口
52C‧‧‧(帶式輸送機之)供給口
53‧‧‧橫置旋轉式乾燥機
53A‧‧‧供給口
53B‧‧‧排出口
53C‧‧‧被處理物排出口
53D‧‧‧載氣排出口
54‧‧‧流路
55‧‧‧袋濾器
56‧‧‧雙緩衝器
60‧‧‧排氣口
61‧‧‧管路
62‧‧‧排氣用送風機
63‧‧‧(固液分離裝置之)排出口
140‧‧‧流下流路
E‧‧‧固定構件
G‧‧‧載氣
P‧‧‧被處理物
S‧‧‧加熱介質
g‧‧‧通氣氣體
圖1係本發明之固液分離、乾燥設備之整體圖。
圖2係本發明之固液分離裝置之概略側視圖。
圖3係本發明之乾燥裝置之概略立體圖。
圖4係本發明之乾燥裝置之側視圖。
圖5(A)、(B)係實施例及比較例之說明圖。
圖6係表示轉筒上所設置之排出口之側視圖。
圖7係表示套管之其他實施例之剖視圖。
圖8係表示套管之其他實施例之側視圖。
圖9係固液分離裝置之分離輥之剖面局部圖。
圖10係固液分離裝置之側視圖。
圖11係本發明之其他實施例之固液分離、乾燥設備(有風門)的整體圖。
圖12係本發明之其他實施例之固液分離、乾燥設備(無風門)的整體圖。
圖1係本發明之固液分離、乾燥設備之整體圖。對該固液分離、乾燥設備供給微粉漿料，並進行固液分離及乾燥，藉此獲得最終製品。以下，對該等內容詳細進行敍述。
(被處理物P)
作為被處理物P，可列舉關於金屬微粉漿料之例之實施形態。作為該金屬微粉漿料，尤其於為粒徑100μm以下之金屬微粒子之漿料之情形時，可顯著體現出本發明之效果。作為該微粒子之例，可列舉過渡金屬化合物、鋰鹽粉末、金屬精煉粉塵、銀粉末等金屬微粉。更詳細而言，作為過渡金屬化合物，可列舉鈦酸鋰、氧化鐵、磷酸鐵、氫氧化鎳、鎳錳鈷化合物等。又，作為金屬精煉粉塵，可列舉鐵、鋅、銅等。漿料中，除了以水為分散介質以外，其他液體亦可為分散介 質。再者，本發明中，除了金屬微粉以外，亦可為無機粉體或有機粉體、高分子粉體等。
(粒徑)
本發明之所謂「粒徑」，係指中位粒徑(亦稱為中值粒徑)。中位粒徑例如係使用以下方法而規定。若詳細進行敍述，則係藉由JIS 8825 2013中所記載之方法，使用雷射繞射式粒度分佈測定裝置(例如商品名SALD-3100，島津製作所公司製造)測定粒度分佈，將累積體積相當於50%時之粒徑規定為中位粒徑(D50)。
再者，上述被處理物P中所含之微粒子之粒徑之範圍較佳為100μm至0.01μm。
(固液分離裝置51)
本發明之固液分離裝置51包含：分離濾布1(以下稱為「濾布1」)，其捲繞於複數個輥2上而移行；水平式真空過濾裝置4，其對自供給口3供給至上述濾布1之被處理物P進行過濾；及固液分離裝置9，其設置於上述水平式真空過濾裝置4之後段，用作2次脫水機構。作為其示例，可列舉日本專利第4677484號之裝置。關於構造例，以下不厭其煩地於必需之範圍內進行說明。
上述水平式真空過濾裝置4係如下者：於載有被處理物P之濾布1在真空托盤上移行時，介隔該濾布1進行真空抽吸，藉此對被處理物P進行過濾。
又，水平式真空過濾裝置4成為如下構成：例如如日本專利第4677484號公報、日本專利第4739401號公報、日本專利第4381461號公報及日本專利第4381462號公報所示，使洗淨液自濾布1上之被處理物P(脫液濾餅)之上方流下，而使被處理物P中所含之雜質溶解於該洗淨液中，從而洗淨脫水濾餅，提高製品純度；由於該構成已被廣泛使用，故而圖2中未圖示其詳情。
作為洗淨液，根據被處理物之種類，除了水以外，分別使用酸性液等。
洗淨液之溫度較理想為10~50℃。又，亦可為60~75℃之高溫洗淨液。
於洗淨液之溫度較高之情形時，為了提高熱效率，較理想為利用罩51包圍水平式真空過濾裝置4，防止蒸氣之流出。
然而，僅藉由該水平式真空過濾裝置4，無法對被處理物作用大於大氣壓之差壓。因此，存在過濾後之脫水濾餅之含液率無法達到目標值之情形。
因此，固液分離裝置51於水平式真空過濾裝置4之後段配備有固液分離裝置9。藉由該固液分離裝置9進行2次脫液(脫水)，降低過濾後之脫水濾餅之含液率。
上述固液分離裝置9包括分離輥7及分離濾布8。分離輥7設置於位於被供給被處理物P之濾布1之內側的複數個輥2中較上述水平式真空過濾裝置4更靠移行方向下游側。於分離輥7之外周面如圖9所示般形成有通氣孔7A，並經由該通氣孔7A、7A…而自分離輥7之內側向外側流通通氣氣體g。該通氣氣體g穿過濾布1，將濾布1上之被處理物P固液分離。
於上述分離輥7之內周部，以相互隔絕之方式沿周向大致等間隔地形成有自分離輥7之通氣孔7A流通通氣氣體g的複數個通氣氣體室7B。並且，於形成有各通氣氣體室7B之範圍內之分離輥7的外周面分別形成有凹部。又，上述通氣孔7A開口至凹部之底面。
而且，較理想為藉由分散機構7C使通氣氣體g於分離輥7之外周面與上述濾布1之間分散而對被處理物P通氣來對被處理物P進行固液分離，該分散機構7C藉由以針對複數個通氣氣體室7B之每一個相互隔絕之方式收容於分離輥7之外周面之凹部，而介裝於分離輥7之外周 面與上述濾布1之間。若例示分散機構7C，則可列舉金屬絲網、樹脂網、網眼大於上述濾布1之濾布、燒結金屬絲網等。又，該分散機構7C較佳為在分離輥7之中心軸線方向上配設於與被處理物P之分離輥7之外周面上之寬度相等的範圍或者窄於該寬度的範圍內。
如上所述，於分離輥7之外周捲繞有濾布1，隨著該濾布1之移動，將被處理物P供給至濾布1與分離輥7上之分離濾布8之間。如此，於上述分離輥7之外周面，將被處理物P夾入至濾布1與分離濾布8之間而進行壓榨，藉此可進一步脫液。為了提高此時之壓榨力，於分離濾布8之背面設置有壓榨帶10，將分離濾布8自其背面側向被處理物P推壓。作為壓榨帶10，可使用金屬、樹脂、橡膠、布等適當之材質者，較理想為具通氣性，以使來自通氣氣體室7B之通氣穿過。
如此，於被推壓至旋轉之分離輥7之外周時，被處理物P除受到分離輥7之徑向之擠壓力以外，被處理物P被夾住並因濾布1與分離濾布8之移行距離之差、即周速之差而於周向上亦受到剪切力，故而被有效率地壓榨。
又，對以如此方式經壓榨之被處理物P進而沿分離輥7之徑向進行通氣，藉此，液分得以經由分離濾布8而分離。其結果，即便對於僅藉由與濾布1垂直之方向上之面壓或線壓及加壓而難以充分降低含液率的被處理物P，亦可促進液分之有效去除。
又，若僅係夾入有被處理物P之濾布1及分離濾布8直接密接於形成有通氣孔7A之分離輥7之外周面而進行壓榨、通氣，則相對於位於分離輥7之外周面之通氣孔7A而捲繞於分離輥7的部分，位於通氣孔7A彼此之間之部分的通氣氣體g向被處理物P之通氣量變少，故而含液率之降低不充分，並且就被處理物P之濾餅整體而言，亦有含液率產生局部不均之可能性。
因此，本發明之固液分離裝置9於分離輥7之外周面與濾布1之間 介裝通氣氣體g之分散機構7C，而使自分離輥7之外周面之通氣孔7A噴出之通氣氣體g於分離輥7之外周面與濾布1之間分散，藉此，對夾入至濾布1與分離濾布8之間之被處理物P均等地流通通氣氣體g。其結果，謀求濾餅整體之含液率之均一化，並且促進含液率本身之降低。再者，作為另一態樣，亦可於分離輥7之外周面形成多個細小之通氣孔。
經固液分離裝置9脫液(脫水)之被處理物被搬送至濾布1與分離濾布8之密接狀態被解除之位置，當濾布1與分離濾布8朝不同方向移動而密接狀態被解除時自固液分離裝置51排出。
又，為了去除附著(殘留)於濾布1、分離濾布8及壓榨帶10之表面之被處理物，於已解除密接狀態之濾布1、分離濾布8及壓榨帶10之移行路徑上配備未圖示之濾布1之洗淨裝置或圖10所示之分離濾布洗淨裝置20、壓榨帶洗淨裝置21，向濾布1、分離濾布8及壓榨帶10噴射洗淨液。再者，亦可僅對濾布1、分離濾布8及壓榨帶10中之任一者進行上述洗淨。
此處所供給之洗淨液之溫度為10℃~75℃即可，尤佳為10℃~50℃較佳。若洗淨液之溫度為例如60~75℃，則覆蓋固液分離裝置51之罩51A內充滿大量蒸氣。其結果，經由落下滑槽40、搬送裝置52、供給滑槽43及被處理物供給路徑41而與罩51A連通之橫置旋轉式乾燥機53之入口部分53A的濕度變高，而有被處理物附著於入口部分53A之可能性。於經由流下流路140之情形時，亦同樣地有被處理物發生附著之可能性。又，亦有載氣G之濕度上升之可能性。藉由將洗淨液之溫度設為10~50℃，可避免被處理物附著於橫置旋轉式乾燥機之入口部分以及載氣之相對濕度過度上升。
此外，亦可於已解除密接狀態之濾布1及分離濾布8之移行路徑上設置刮板22，刮掉附著於濾布1或分離濾布8上之被處理物。
此種固液分離裝置51由罩51A覆蓋，且於該罩51A形成有被處理物之排出口63。又，亦可於罩51A設置用以排出產自於洗淨液之蒸氣之排氣口60。排氣口60經由管路61而與排氣用送風機62等連接，進行罩51A內之排氣。
若藉由本發明之固液分離裝置51對例如含液率約為90wt%(W.B.)之微粉漿料進行固液分離處理，則可脫液至約15wt%(W.B.)左右。
再者，即便對水平式真空過濾裝置4、滾筒式真空過濾裝置或帶式壓濾脫水機組合離心分離機或壓濾機等，如上所述，脫液(脫水)後之漿料之含液(含水)率的極限亦為35~30wt%(W.B.)左右。
(搬送裝置52)
經上述固液分離裝置51脫液(脫水)之被處理物(脫液物)被送至下述之橫置旋轉式乾燥機53。對自固液分離裝置51向橫置旋轉式乾燥機53之搬送係使用搬送裝置52。作為該搬送裝置52，例如可利用使用橡膠輸送帶之帶式輸送機。
帶式輸送機52係於帶式輸送機52始端側接住自固液分離裝置51排出並經由落下滑槽40落下之脫液物，並將其自末端側排出。所排出之脫液物導引至與供給滑槽43及供給口53A連接之被處理物供給路徑41(以下稱為「供給路徑41」)。
於圖1之形態中，於供給滑槽43之途中設置有對其流路進行開閉之配置有上下兩層滑動閘門之(雙)風門42。亦可使用旋轉閥等代替風門42。
再者，風門42亦可不經由供給滑槽43而連接於帶式輸送機52與橫置旋轉式乾燥機53之間。
於上述供給滑槽43設置有載氣G之吹入口43A。於圖1之設置有風門之形態中，係於風門42之下游側設置吹入口43A而自風門42之下游側流入載氣G。
又，於在帶式輸送機52與橫置旋轉式乾燥機53之間不經由供給滑槽43而連接風門42的情形時，以使沖洗用載氣G流入至風門42及橫置旋轉式乾燥機53中之任一者之方式構成即可。
再者，亦可將吹入口43A設置於橫置旋轉式乾燥機53而使沖洗用載氣G直接流入至橫置旋轉式乾燥機53。
上述供給路徑41包含與供給滑槽43連接之垂直部41A及連接於垂直部41A之具有供給口53A之傾斜部41B。供給路徑41固定於為了密封轉筒30之一端側而設置之固定構件E。
可視需要於上述供給路徑41設置振動產生裝置44，藉由利用振動產生裝置44產生之振動而防止脫液物附著於上述供給路徑41。該振動產生裝置44設置於供給路徑41之傾斜部41B，其位置為長度方向中之垂直部41A側，較佳為與垂直部41A之連接部附近。藉由將振動產生裝置44設置於如上所述之位置，使得來自供給滑槽43之被處理物之落下位置與振動產生裝置44之設置位置大致一致。因此，落下至振動產生源之附近之脫液物得以迅速地供給至乾燥機53。再者，作為該振動產生裝置44，可採用不平衡質量型、動電型、液壓型等公知之振動產生裝置44。又，於在供給路徑41設置振動產生裝置44時，較佳為經由彈簧等彈性構件而與固定構件E固定。
(橫置旋轉式乾燥機53)
作為本發明之橫置旋轉式乾燥機53，例如可使用間接加熱型橫置旋轉式乾燥機。
該橫置旋轉式乾燥機53包括：轉筒30，其於一端側具有脫液物之供給口53A，且於另一端側具有乾燥物之排出口53B，並且繞軸心旋轉自如；及加熱機構31，其加熱該轉筒30之內部。
自供給口53A供給至乾燥機53內之脫液物於向另一端側移動而自排出口53B排出之過程中，由上述加熱機構31加熱而乾燥。
上述加熱機構31可設為沿轉筒30之軸心方向延伸之加熱管。該加熱管31包含複數根金屬製之管道，且以相對於轉筒30之軸心形成同心圓之方式安裝，或者呈放射狀地沿周向及徑向安裝。
使作為加熱介質之蒸氣等流至該加熱管31之內部，從而間接地加熱於轉筒30內部移動之被處理物(脫液物)。再者，該加熱介質之供給及排出之方向並無限定。
自上述吹入口43A吹入之載氣G攜自被處理物蒸發之水分而自套管33之排氣口34排出。再者，載氣G由於在被處理物供給路徑41內流動，故而亦可作為被處理物供給路徑41之洗淨用氣體發揮功能。
採用該載氣G流動之方向設為與被處理物P之流動方向相同的「並流」。
於上述轉筒30之另一端側配備有套管33，該套管33與轉筒30上所形成之排出口53B連通，用以將轉筒30內之載氣G排出至流路54。於該套管33之上部形成有載氣G之排氣口34，且排氣口34與流路54連接。又，於套管33之底面設置有被處理物P之排出口35。
再者，較理想為於該套管33之外表面設置加熱配管33A，並使蒸汽等加熱介質S流至該加熱配管33A中進行加熱使得套管33內之載氣G不結露。
即，本發明由於使載氣G沿與被處理物之搬送方向相同之方向流通(採用並流)，故而出口側處之載氣G之溫度較低。因此，藉由在排氣罩33繞上蒸汽管33A而進行保溫，可抑制水蒸氣之冷凝而順利地排出水蒸氣。
再者，上述蒸汽管33A例如可呈螺旋狀地配置於套管33之外表面。
於本實施形態中，套管33係以覆蓋轉筒30之方式構成，但並不限定於該形狀，亦可為如下構成：如圖7所示，於轉筒30之端面裝入 套管33，將藉由套管33上所配備之未圖示之上攏葉片而輸送來的被處理物P自排出口35排出，並將載氣自排氣口34排出。又，於如圖8所示般轉筒30上所形成之載氣排出口53D與被處理物排出口53C在轉筒30之軸向上配備於不同位置的情形時，亦可對各排出口53C、53D之各者配備套管33。於該情形時，至少對覆蓋載氣排出口53D之套管33配置加熱管33A即可。
再者，套管33藉由未圖示之機構而固定於地面，並不隨轉筒30旋轉而一同旋轉。
來自排氣口34之排氣(載氣G)經由流路54而供給至袋濾器55。於袋濾器55中，捕獲與載氣G一同飛散之金屬微粒子，並作為乾燥製品而進行回收。再者，較佳為於自排氣口34起至流路54及袋濾器55為止之範圍內亦與套管33同樣地設置加熱配管(未圖示)，防止排氣之結露，而較為理想。
(流下流路140)
將本發明之其他實施例之固液分離、乾燥設備(有風門)的整體圖示於圖11。經上述固液分離裝置51脫液(脫水)之被處理物(脫液物)被送至上述橫置旋轉式乾燥機53。對自固液分離裝置51向橫置旋轉式乾燥機53之移送使用包含供給滑槽43及供給路徑41之流下流路140。
自固液分離裝置51排出並經由罩51A之排出口63而落下之脫液物被導引至與橫置旋轉式乾燥機53之被處理物供給路徑41及供給口53A連接之供給滑槽43。
於圖11之形態中，於流下流路140之途中設置有對其流路進行開閉之至少配置有上下兩層滑動閘門之(雙)風門42。
於上述流下流路140設置載氣G之吹入口43A。於圖11之設置有風門之形態中，係於風門42之下游側設置吹入口43A而自風門42之下游側流入載氣G。
再者，亦可將吹入口43A設置於橫置旋轉式乾燥機53而使沖洗用載氣G直接流入至橫置旋轉式乾燥機53。
於圖11之形態中，係使用風門42作為將籠罩固液分離裝置51之罩51A內與橫置旋轉式乾燥機53內之連通遮斷及開放的空氣閉鎖機器，但可使用1級或1級以上之未圖示之旋轉閥。
又，較佳為如圖12所示般不使用空氣閉鎖機器，僅藉由被處理物之落下重力即可移送至橫置旋轉式乾燥機53。該形態尤其於洗淨液溫度為10℃~50℃時較為有效。其原因在於：若為上述溫度，則即便不使用空氣閉鎖機器，被處理物附著於乾燥機53之入口部分53A或者載氣G之相對濕度過度上升的可能性亦較低。
再者，宜於供給路徑41之傾斜部41B設置振動產生裝置44。詳細而言，係設置於長度方向中之垂直部41A側，較佳為設置於與垂直部41A之連接部附近。藉由將振動產生裝置44設置於如上所述之位置，使得來自供給滑槽43之被處理物之落下位置與振動產生裝置44之設置位置大致一致。因此，落下至振動產生源之附近之脫液物得以迅速地供給至乾燥機53。
[實施例] <實施例1>
本發明者等人使用圖1之設備進行鎳鈷錳化合物之固液分離、乾燥，以確認本發明之效果。
對含液率為90wt%(W.B.)之鎳鈷錳化合物進行了處理。處理量若以乾燥物狀態之量進行換算，則為100kg/h。
利用本發明之固液分離裝置51對鎳鈷錳化合物進行處理，結果含液率於固液分離裝置51之排出口可降至15wt%(W.B.)。
使用帶式輸送機將該固液分離後之被處理物(脫液物)送至乾燥裝置53，並利用該乾燥裝置53進行乾燥，結果可乾燥至含液率為1 wt%(W.B.)。
藉由上述乾燥，於供給口53A為10℃之被處理物之溫度於排出口53B上升至120℃。載氣G之供給量為35kg/hr。
繼而，使用ICP(Inductively Coupled Plasma，感應耦合電漿)發射光譜分析法或螢光X射線分析法對被處理物之乾燥品進行分析，結果未見異物之混入，未見污染。又，未見乾燥品之粒子形狀之變形。
<實施例2及比較例1>
如圖5(A)(B)所示，藉由利用作為間接加熱型橫置旋轉式乾燥機之蒸汽管乾燥機(以下稱為「STD(Steam Tube Dryer)」)進行之乾燥及利用噴霧式等之氣流乾燥機進行之乾燥，對出口側之氧濃度進行調查。於氣流乾燥機氧濃度變為20vol%，於STD氧濃度變為11vol%。
該情況意味著：於STD中，乾燥品之氧化反應得以抑制，故而適於應避免因氧化所致之品質惡化之材料的乾燥。
<比較例2>
又，為了掌握於將載氣設為對流之情形時排氣中之水分冷凝而結露於處理物上的現象，對已進行乾燥處理之被處理物之水分上升多少進行調查，結果可知，於並流之情形時，為15wt%(W.B.)者，而於對流之情形時，水分上升至18wt%(W.B.)。由此可知，於載氣為並流之情形時，可防止被處理物之附著困擾或造粒。
3‧‧‧供給口
4‧‧‧水平式真空過濾裝置
7‧‧‧分離輥
9‧‧‧固液分離裝置
30‧‧‧轉筒
33‧‧‧套管
33A‧‧‧加熱配管
34‧‧‧排氣口
35‧‧‧排出口
40‧‧‧落下滑槽
41‧‧‧被處理物供給路徑(供給路徑)
41A‧‧‧垂直部
41B‧‧‧傾斜部
42‧‧‧風門
43‧‧‧供給滑槽
43A‧‧‧吹入口
44‧‧‧振動產生裝置
51‧‧‧固液分離裝置
51A‧‧‧罩
52‧‧‧搬送裝置(帶式輸送機)
52A‧‧‧輸送帶
52B‧‧‧(帶式輸送機之)排出口
52C‧‧‧(帶式輸送機之)供給口
53‧‧‧橫置旋轉式乾燥機
53A‧‧‧供給口
53B‧‧‧排出口
54‧‧‧流路
55‧‧‧袋濾器
60‧‧‧排氣口
61‧‧‧管路
62‧‧‧排氣用送風機
63‧‧‧(固液分離裝置之)排出口
E‧‧‧固定構件
G‧‧‧載氣
P‧‧‧被處理物
S‧‧‧加熱介質

Claims (15)

  1. 一種微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其特徵在於包括：固液分離裝置，其包含如下構成，即，環狀之一對分離濾布重疊捲繞於沿周向旋轉之分離輥之外周，並且可沿上述分離輥之旋轉方向移行，供給至上述一對分離濾布之間之被處理物於上述分離輥之外周面被夾入至上述一對分離濾布之間而被壓榨，並且，藉由經由上述分離輥之外周面上所形成之通氣孔自分離輥之內側向外側進行通氣的通氣氣體而進行脫液；及橫置旋轉式乾燥機，其設置於上述固液分離裝置之後段，包括轉筒及加熱機構，上述轉筒於一端側具有被處理物之供給口，於另一端側具有被處理物之排出口，且繞軸心方向旋轉自如，上述加熱機構包含設置於轉筒內部之流通加熱介質之加熱管，且該橫置旋轉式乾燥機於將自上述轉筒之供給口供給之被處理物自排出口排出的過程中，藉由上述加熱機構進行加熱乾燥；且該微粉漿料之固液分離、乾燥設備係使載氣以與被處理物之搬送方向相同之方向之並流之形式流通至上述轉筒內。
  2. 如請求項1之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中於上述固液分離裝置與上述橫置旋轉式乾燥機之供給口之間設置有帶式輸送機。
  3. 如請求項1或2之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中於上述帶式輸送機之排出口與橫置旋轉式乾燥機之供給口之間設置有風門，並且使上述載氣自較上述風門更靠近橫置旋轉式乾燥機之側流入。
  4. 如請求項1之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其具備流下流路，該流下流路不使用機械性搬送機構而藉由落下重力將自微粉漿料之上述固液分離裝置排出之被處理物導引至上述橫置旋轉式乾燥機之供給口。
  5. 如請求項4之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中上述流下流路係僅藉由落下重力而向上述橫置旋轉式乾燥機之供給口進行導引者。
  6. 如請求項4之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中於上述流下流路設置有將籠罩固液分離裝置之罩內與橫置旋轉式乾燥機內之連通遮斷及開放的空氣閉鎖機器。
  7. 如請求項6之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中上述空氣閉鎖機器係配備於被處理物之落下方向上之複數個風門。
  8. 如請求項6之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中上述空氣閉鎖機器係配備於被處理物之落下方向上之旋轉閥。
  9. 如請求項6之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中於上述流下流路設置有振動產生裝置。
  10. 如請求項1或2之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中於上述橫置旋轉式乾燥機之載氣之排出流路設置有袋濾器。
  11. 如請求項10之微粉漿料之固液分離、乾燥設備，其中於上述橫置旋轉式乾燥機設置有排氣罩，且對上述排氣罩配備有加熱管，該排氣罩連接於轉筒之另一端側端部，排出轉筒之排氣，且與上述袋濾器連接。
  12. 一種微粉漿料之固液分離、乾燥方法，其特徵在於，其係藉由固液分離裝置對被處理物進行固液分離，並藉由橫置旋轉式乾燥機對經固液分離之被處理物進行乾燥的固液分離、乾燥方法， 上述固液分離裝置為如下構成，即，環狀之一對分離濾布重疊捲繞於沿周向旋轉之分離輥之外周，並且可沿上述分離輥之旋轉方向移行，供給至上述一對分離濾布之間之被處理物於上述分離輥之外周面被夾入至上述一對分離濾布之間而被壓榨，並且，藉由經由上述分離輥之外周面上所形成之通氣孔進行通氣的通氣氣體而進行脫液，上述橫置旋轉式乾燥機包括轉筒及加熱機構，上述轉筒於一端側具有被處理物之供給口，於另一端側具有被處理物之排出口，且繞軸心方向旋轉自如，上述加熱機構包含設置於轉筒內部之流通加熱介質之加熱管，且該橫置旋轉式乾燥機於將自上述轉筒之供給口供給之被處理物自排出口排出的過程中，藉由上述加熱機構進行加熱乾燥，且該微粉漿料之固液分離、乾燥方法係使載氣以與被處理物之搬送方向相同之方向之並流之形式流通至上述轉筒內。
  13. 如請求項12之微粉漿料之固液分離、乾燥方法，其不使用機械性搬送機構而係經由流下流路藉由落下重力將自微粉漿料之上述固液分離裝置排出之被處理物導引至上述橫置旋轉式乾燥機之供給口。
  14. 如請求項12或13之微粉漿料之固液分離、乾燥方法，其中上述被處理物包含粒徑100μm以下之微粒子。
  15. 如請求項12或13之微粉漿料之固液分離、乾燥方法，其中上述固液分離裝置包括洗淨裝置，於排出固液分離後之被處理物後，對附著於分離濾布上之被處理物噴射溫度為10℃~50℃之洗淨液。
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