WO2014017123A1 - スラリー製造装置及びスラリー製造方法 - Google Patents

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tank
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additive
slurry
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羽片　豊
雅也 堀田
悠 石田
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新東工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B01F25/52—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle with a rotary stirrer in the recirculation tube
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/90—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with paddles or arms 

Definitions

  • the present invention relates to a slurry production apparatus and a slurry production method for producing a slurry by dispersing a substance in a mixture obtained by adding a powdery additive to a slurry or liquid processing raw material.
  • a tank was circulated in a state where a liquid processing raw material was filled, and a powdery additive was gradually added to the processing raw material in the tank to produce a slurry.
  • the powdery additive is lighter than the raw material (the density is small) and floats, the powdery additive may remain on the liquid level in the tank or the stirrer, resulting in a long dispersion time.
  • An object of the present invention is to provide a slurry production apparatus and a slurry production method capable of preventing the retention of the additive and shortening the dispersion time when a light powdery additive is used.
  • a slurry production apparatus is a slurry production apparatus for producing a slurry by dispersing a mixture of a slurry-like or liquid treatment raw material and a powdered additive while circulating the treatment raw material or the mixture.
  • a tank capable of storing and capable of supplying the additive to be mixed with the processing raw material; an outlet side connected to the tank; a dispersion device for dispersing the mixture; a pump for circulating the mixture; A dispersion apparatus, a pipe connecting the tank and the pump in series, a powder supply device for supplying the additive to the tank, and a processing raw material supply device for supplying the processing raw material to the tank, When the processing raw material supply device supplies the additive from the powder supply device, the liquid level of the mixture does not occur in the tank. Sea urchin supplying the processing raw materials.
  • a slurry production method is a slurry production method for producing a slurry by circulating a mixture of a slurry-like or liquid treatment raw material and a powdery additive while circulating the tank, a dispersion device, and a pump
  • the additive and the processing raw material to be added are supplied to the processing raw material or mixture in the tank and the mixture is dispersed.
  • the present invention realizes the production of a slurry by preventing the retention of the additive even when a light powder additive is used, and shortening the dispersion time.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the slurry manufacturing apparatus of the embodiment of the present invention.
  • A is a figure which shows the state during the powdery additive supply in the manufacturing method using this apparatus.
  • B is a figure which shows the state after completion of powdery additive supply in this manufacturing method.
  • the apparatus 1 described below is for dispersing (also referred to as “slurry”) while circulating a mixture 5 in which a powdery additive 4 is added to a slurry or liquid processing raw material 3.
  • Dispersing means dispersing the substances in the mixture 5, typically the additive 4, that is, mixing so that each substance in the mixture 5 exists uniformly.
  • the slurry manufacturing apparatus 1 includes a tank 11, a dispersion apparatus 12, a pump 13, a pipe 14, a powder supply device 15, and a processing raw material supply device 16.
  • the slurry production apparatus 1 can also be said to be a circulating dispersion system having a dispersion apparatus 12.
  • the tank 11 can store a slurry-like or liquid treatment raw material or mixture and can supply a powdery additive mixed with the treatment raw material.
  • the dispersion device 12 is connected to the tank 11 at the outlet side via the pipe 14 to disperse the mixture.
  • the pump 13 circulates the mixture to the tank 11 and the dispersing device 12 through the pipe 14.
  • the pipe 14 connects the dispersing device 12, the tank 11, and the pump 13 in series.
  • the powder supply device 15 supplies the additive 4 to the tank 11.
  • the processing raw material supply device 16 supplies the processing raw material 3 to the mixture circulated to the tank 11.
  • the process raw material supply device 16 prevents the liquid level of the mixture 5 from being generated in the tank 11 as shown in FIG. 3 is supplied.
  • the liquid level does not occur means that the discharge port 11a at the bottom of the tank 11 is filled with the processing raw material 3 or the mixture 5 and a small amount of the mixture 5 is not circulated and stored in the tank 11. It means the state that has been. That is, the “liquid level” means a substantially horizontal liquid level like the liquid level 5a in FIG. 1B described later, and “a liquid level of the mixture 5 does not occur in the tank 11”.
  • “Supplying the processing raw material 3 to the tank” means that the mixture 5 is circulated with such a small amount that the “horizontal liquid level” is not generated in the tank 11. Therefore, the apparatus 1 can reduce the time required for slurry production without the powdery additive remaining on the liquid level of the mixture in the tank 11.
  • the powder supply device 15 supplies the additive 4 to the position where the mixture 5 from the dispersing device 12 flows in the bottom surface of the tank 11. Thereby, the powdery additive 4 is led to the discharge port 11 a along the flow of the mixture 5, led to the dispersing device 12 through the pipe 14, and dispersed. The mixture dispersed by the dispersion device 12 is guided to the tank 11.
  • the processing raw material supply device 16 is configured so that the liquid surface 5a of the mixture 5 is generated in the tank 11 as shown in FIG. Supply.
  • the powdery additive 4 becomes powdery on the liquid surface of the mixture in the tank 11 by adding the processing raw material.
  • the retention of the additive can be prevented, and a desired mixing ratio can be realized.
  • the processing raw material supply device 16 includes, for example, a nozzle 16a, a processing raw material storage tank 16b, and a pump 16c that supplies the processing raw material in the tank 16b from the nozzle 16a to the tank 11.
  • the pump 16c is provided on a path of a pipe 16d that connects the tank 16b and the nozzle 16a.
  • the amount and timing of the processing raw material supplied from the processing raw material supply device 16 to the tank 11 by the pump 16 c is controlled by the control unit 20.
  • the length of the portion inserted into the tank 11 may be variable.
  • the powder supply device 15 is provided with a vertical drive unit 15a.
  • the powder supply device 15 can drive the nozzle 15b up and down by the vertical drive unit 15a.
  • the powder supply device 15 has a shorter insertion portion of the nozzle 15b than in the state shown in FIG. 1A (first step). .
  • the additive is supplied to the position where the mixture from the dispersing device 12 flows in the bottom surface of the tank 11 without scattering the powder.
  • the tip of the nozzle 15b of the powder supply device 15 can be prevented from being immersed in the mixture.
  • the tip of the nozzle 15b is immersed in the liquid, there is a problem that the mixture adheres to the nozzle 15b and a problem that the powder adheres to the nozzle at the next powder supply.
  • the powder supply device 15 has a hopper 15c that is provided on the nozzle 15b and stores the powder additive.
  • the hopper 15c may be moved up and down together with the nozzle 15b by the vertical drive unit 15a.
  • the powder additive in the hopper 15c is supplied into the tank 11 at a predetermined speed by a screw feeder or the like in the nozzle 15b.
  • the addition of the powder additive is not limited to the screw feeder, and may be, for example, a vibration feeder. In the case of using the vibration feeder, a necessary amount may be put into the hopper 15c.
  • the amount and timing of the powder additive supplied from the powder supply device 15 to the tank 11 are controlled by the control unit 20.
  • the position in the height direction of the powder supply device 15 driven by the vertical drive unit 15 a is also controlled by the control unit 20.
  • the slurry manufacturing apparatus 1 includes a stirrer 17 that stirs the mixture in the tank 11 where the liquid level is generated after the supply of the additive is completed.
  • the stirrer 17 is provided with a motor 18 and a vertical drive unit 17a.
  • the blade portion 17 b can be driven up and down by the vertical drive unit 17 a.
  • the stirrer 17 may retract the blade portion 17b above the nozzle 15b. By retracting, it is possible to prevent the supply of the powder additive 4 from being hindered.
  • the stirrer 17 exerts its stirring function so that the blade portion 17b is immersed in the liquid in the raw material supply state such as liquid as shown in FIG.
  • the position in the height direction of the blade portion 17b driven by the vertical drive unit 17a is controlled by the control unit 20.
  • the stirrer 17, specifically, the motor 18 is controlled by the control unit 20.
  • the piping 14 of the slurry manufacturing apparatus 1 is provided with a pressure sensor (pressure gauge) 21 and a flow rate sensor (flow meter) 22.
  • the pressure sensor 21 is provided in front of the dispersion device 12, for example.
  • the flow sensor 22 is provided, for example, on the outlet side of the pump 13. The detection results of the pressure sensor 21 and the flow sensor 22 are sent to the control unit 20.
  • the dispersing device 12 includes a rotor 26 and a stator 27 that is a facing member disposed to face the rotor 26.
  • the mixture is dispersed between the rotor 26 and the stator 27 by passing the mixture in the outer circumferential direction by centrifugal force.
  • the dispersed mixture 5 is returned to the tank 11 through the pipe 14 and the charging nozzle 12a.
  • the dispersing device 12 is provided with an elevating mechanism 28 that adjusts a gap between the rotor 26 and the stator 27.
  • the elevating mechanism 28 can adjust the size of the gap, for example, by driving the rotor 26 up and down.
  • the rotational speed of the rotor 26 is controlled by the control unit 20.
  • the size of the gap by the elevating mechanism 28 is controlled by the control unit 20.
  • the dispersion device used for the device 1 is not limited to the dispersion device 12.
  • a rotor may be used instead of the stator. That is, it may be a dispersing device having a pair of rotors that rotate in opposite directions. Further, a static mixer or the like may be used.
  • a rotor type dispersing device such as the dispersing device 12
  • the slurry production apparatus 1 is an apparatus for producing a slurry by introducing the powder additive 4 to the pump 13 together with the flow of the processing raw material 3 (mixture 5) and sending the mixture 5 to the dispersion apparatus 12. is there. Further, the apparatus uses the minimum processing raw material 3 that can be circulated until the addition of the powder additive 4 is completed, and inputs the remaining processing raw material 3 after the completion of the addition.
  • the powder supply device 15 and the processing raw material supply device 16, specifically, the pump 16 c are controlled by the control unit 20 by controlling the supply amount of the powder additive and the processing raw material to the tank 11.
  • the concentration of the powder additive 4 increases, the viscosity of the slurry (mixture 5) increases, the amount of slurry attached to the inside of the apparatus increases, and the amount of slurry circulated by the pump 13 decreases.
  • the processing raw material 3 is added to such an extent that the discharge port 11a of the tank 11 is not filled with the mixture 5. The same process is repeated until the supply of the powder additive 4 is completed. After the entire supply of the powder additive 4 is completed, a slurry is manufactured by supplying the entire remaining amount of the predetermined processing raw material 3 and performing a dispersion process.
  • the slurry manufacturing apparatus 1 detects the circulatable amount in the powder supply stage of FIG. 1 (a), and if there is a shortage, introduces the powder additive while adding the processing raw material. For example, based on the detection result of the flow sensor 22, the control unit 20 controls the processing raw material supply device 16 and the powder supply device 15 to supply the predetermined processing raw material 3 and the powder additive 4 to the tank 11. In addition, according to other information, you may adjust the input speed of the additional process raw material 3 and the powder additive 4. FIG. As this information, in addition to the flow rate, the pressure in the pipe 14 (the detection result of the pressure sensor 21) or the remaining amount of the mixture 5 in the tank 11 may be used. The remaining amount of the mixture 5 in the tank 11 may be detected by providing a liquid level sensor using a laser or the like.
  • a slurry manufacturing method using the slurry manufacturing apparatus 1 configured as described above will be described.
  • a slurry is produced by dispersing a mixture of processing raw materials and additives while circulating them.
  • the method includes a first step, a second step, and a third step.
  • the slurry or liquid processing raw material 3 is supplied to the tank 11, the dispersing device 12, the pump 13, and the pipe 14 connecting them in series, and the processing raw material 3 or the mixture 5 is circulated.
  • the powdery additive 4 is supplied to the processing raw material 3 or the mixture 5 in the tank 11 and the mixture 5 is dispersed. If necessary, the processing raw material 3 may be additionally supplied.
  • FIG. 1A shows the first step.
  • the processing raw material 3 is supplied to the mixture 5 while circulating the mixture 5 through the tank 11, the dispersing device 12, the pump 13, and the pipe 14, and the mixture 5 is supplied to the mixture 5.
  • FIG. 1B shows the state of the second step.
  • the mixture 5 is dispersed while circulating the mixture 5 through the tank 11, the dispersing device 12, the pump 13, and the pipe 14. Note that the third step is also in a state having a liquid level in the tank 11 as in FIG.
  • the liquid level of the mixture 5 is prevented from occurring in the tank 11. Further, in the first step, the additive is supplied to the position where the mixture 5 from the dispersing device 12 flows in the bottom surface of the tank 11.
  • each unit is controlled by the control unit 20, and the following procedure is repeated.
  • the pump 13 is started (S1-1).
  • the processing raw material 3 is introduced to such an extent that the discharge port 11a at the bottom of the tank 11 is filled with the processing raw material 3 and is not stored in the tank 11 (S1-2).
  • the powder additive 4 is charged (S1-3).
  • the processing raw material 3 and the additive 4 are dispersed by the dispersing device 12.
  • the processing raw material 3 is charged in an amount that gives a predetermined concentration. That is, the entire remaining amount of the predetermined amount of processing raw material 3 is charged.
  • the process proceeds to the third step.
  • S1-2 if the minimum amount of processing material that can be circulated is sufficient (if the liquid is circulated to such an extent that no liquid level is generated), it is charged. If the mixture circulated due to the increase in viscosity is reduced as described above, it is added.
  • the processing raw material 3 is supplied so that the liquid level 5a of the mixture 5 is generated in the tank 11. That is, the processing raw material 3 is supplied until the mixture 5 fills the discharge port 11 a and is stored in the tank 11.
  • the length of the insertion portion of the powder supply device 15 is made shorter than in the first step.
  • the blade portion 17b of the stirrer 17 is lowered.
  • a slurry in which the powder additive is uniformly dispersed is manufactured by stirring the mixture 5 with the stirrer 17 while circulating the mixture 5.
  • the slurry manufacturing apparatus 1 and the slurry manufacturing method using the same as described above it is possible to prevent stagnation even when using a light powdery additive, and to manufacture a slurry by shortening the dispersion time. .

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Abstract

　軽い粉状添加物を用いる場合に滞留を防止して、分散時間を短縮できるスラリー製造装置を提供する。　スラリー状若しくは液体状の処理原料（３）と粉状の添加物（４）との混合物（５）を循環させながら分散させてスラリーを製造するスラリー製造装置（１）であって、処理原料又は混合物を貯留可能であるとともに前記処理原料に混合する添加物が供給可能とされるタンク（１１）と、出口側がタンクに接続され、混合物を分散処理する分散装置（１２）と、混合物を循環させるポンプ（１３）と、分散装置、タンク及びポンプを直列的に接続する配管（１４）と、添加物を前記タンクに供給する粉体供給デバイス（１５）と、処理原料をタンクに供給する処理原料供給デバイス（１６）とを備え、処理原料供給デバイスは、粉体供給デバイスから添加物を供給している際には、タンク内に混合物の液面が生じないように処理原料を供給する。

Description

スラリー製造装置及びスラリー製造方法
　本発明は、スラリー状若しくは液体状の処理原料に粉状の添加物を添加した混合物内の物質を分散させてスラリーを製造するスラリー製造装置及びスラリー製造方法に関する。
　従来、スラリー状若しくは液体状の混合物を循環させながら分散させるシステムとして、分散装置と、タンクと、ポンプと、配管とを備えたものが用いられている（例えば、特開２０１１－３６８６２号公報参照）。
　このシステム等において、タンク内に液体状の処理原料を満たした状態で循環させ、タンク内の処理原料に粉状の添加物を徐々に投入し、スラリーを製造していた。しかし、粉状添加物が原料より軽くて（密度が小さく）浮く場合には、タンク内の液面や攪拌機に粉状添加物が滞留し、分散時間が長くなるおそれがあった。
　本発明の目的は、軽い粉状添加物を用いる場合に添加物の滞留を防止して、分散時間を短縮できるスラリー製造装置及びスラリー製造方法を提供することにある。
　本発明に係るスラリー製造装置は、スラリー状若しくは液体状の処理原料と粉状の添加物との混合物を循環させながら分散させてスラリーを製造するスラリー製造装置であって、処理原料又は前記混合物を貯留可能であるとともに該処理原料に混合する前記添加物が供給可能とされるタンクと、出口側が前記タンクに接続され、前記混合物を分散処理する分散装置と、前記混合物を循環させるポンプと、前記分散装置、前記タンク及び前記ポンプを直列的に接続する配管と、前記添加物を前記タンクに供給する粉体供給デバイスと、前記処理原料を前記タンクに供給する処理原料供給デバイスとを備え、前記処理原料供給デバイスは、前記粉体供給デバイスから前記添加物を供給している際には、前記タンク内に前記混合物の液面が生じないように前記処理原料を供給する。
　本発明に係るスラリー製造方法は、スラリー状若しくは液体状の処理原料と粉状の添加物との混合物を循環させながら分散させてスラリーを製造するスラリー製造方法であって、タンク、分散装置、ポンプ、及びこれらを直列的に接続する配管に、前記処理原料又は前記混合物を循環させながら、前記タンク内の該処理原料又は混合物に前記添加物及び追加する処理原料を供給するとともに該混合物を分散する第１ステップと、前記添加物の供給が完了した後に、前記タンク、分散装置、ポンプ及び配管に前記混合物を循環させながら、該混合物に前記処理原料を供給するとともに該混合物を分散する第２ステップとを備え、前記第１ステップでは、前記タンク内に前記混合物の液面が生じないようにする。
　本発明は、軽い粉状添加物を用いる場合にも添加物の滞留を防止して、分散時間を短縮してスラリーを製造することを実現する。
　この出願は、日本国で２０１２年７月２５日に出願された特願２０１２－１６４７４５号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
　また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
　出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
　本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。
本発明の実施形態のスラリー製造装置の概要図である。（ａ）は、該装置を用いた製造方法における粉状添加物供給中の状態を示す図である。（ｂ）は、該製造方法における粉状添加物供給完了後の状態を示す図である。
　以下、本発明を適用したスラリー製造装置１について図面を参照して説明する。以下で説明する装置１は、スラリー状若しくは液体状の処理原料３に粉状の添加物４を添加した混合物５を循環させながら分散（「スラリー化」ともいう）させるものである。また、分散とは、該混合物５内の物質、典型的には添加物４、を分散させること、すなわち、該混合物５内の各物質が均一に存在するように混ぜることを意味する。
　スラリー製造装置１は、図１に示すように、タンク１１と、分散装置１２と、ポンプ１３と、配管１４と、粉体供給デバイス１５と、処理原料供給デバイス１６とを備える。スラリー製造装置１は、分散装置１２を有する循環式分散システムとも言える。タンク１１は、スラリー状若しくは液体状の処理原料又は混合物を貯留可能であるとともに該処理原料に混合する粉状の添加物が供給可能とされる。
　分散装置１２は、出口側が配管１４を介してタンク１１に接続され、混合物を分散処理する。ポンプ１３は、混合物を配管１４を介してタンク１１、分散装置１２に循環させる。配管１４は、分散装置１２、タンク１１及びポンプ１３を直列的に接続する。
　粉体供給デバイス１５は、タンク１１に添加物４を供給する。処理原料供給デバイス１６は、タンク１１に循環される混合物に処理原料３を供給する。
　処理原料供給デバイス１６は、粉体供給デバイス１５から添加物を供給している際には、図１（ａ）に示すように、タンク１１内に混合物５の液面が生じないように処理原料３を供給する。ここで、「液面が生じない」とは、タンク１１の底の排出口１１ａが、処理原料３又は混合物５で満たされてタンク１１内に貯まることがない程度の少ない量の混合物５が循環されている状態を意味する。すなわち、該「液面」は、後述の図１（ｂ）の液面５ａのような実質的に水平な液面を意味しており、「タンク１１内に混合物５の液面が生じないように処理原料３を供給する」とは、このような「水平な液面」がタンク１１内に生じない程度の少ない循環量で混合物５が循環されていることを意味している。よって、装置１は、タンク１１内の混合物の液面に粉状添加物が滞留することがなく、スラリー製造に要する時間を短縮できる。
　粉体供給デバイス１５は、タンク１１の底面のうち分散装置１２からの混合物５が流れる位置に添加物４を供給する。これにより、混合物５の流れに沿って粉状添加物４が排出口１１ａに導かれ、配管１４を介して分散装置１２に導かれ、分散される。分散装置１２で分散された混合物は、タンク１１に導かれる。
　処理原料供給デバイス１６は、粉体供給デバイス１５からの添加物の供給が完了した後には、図１（ｂ）に示すように、タンク１１内に混合物５の液面５ａが生じるように処理原料を供給する。このように、粉状添加物４が既に処理原料３あるいは混合物５と分散されることにより滞留しない状態になってから、処理原料を追加することで、タンク１１内の混合物の液面に粉状添加物が滞留することを防止でき、所望の混合比を実現できる。
　処理原料供給デバイス１６は、例えば、ノズル１６ａと、処理原料貯蔵タンク１６ｂと、このタンク１６ｂ内部の処理原料をノズル１６ａからタンク１１に供給するポンプ１６ｃとを有する。ポンプ１６ｃは、タンク１６ｂとノズル１６ａとを接続する配管１６ｄの経路上に設けられる。ポンプ１６ｃにより処理原料供給デバイス１６からタンク１１に供給される処理原料の量とタイミングは、制御部２０により制御される。
　ところで、粉体供給デバイス１５は、タンク１１内への挿入部分の長さを可変としてもよい。具体的に、粉体供給デバイス１５には、上下駆動部１５ａが設けられている。粉体供給デバイス１５は、上下駆動部１５ａによりノズル１５ｂを上下に駆動できる。粉体供給デバイス１５は、図１（ｂ）に示すような状態（第２ステップ）では、図１（ａ）に示す状態（第１ステップ）よりもノズル１５ｂの挿入部分の長さを短くする。これにより、図１（ａ）に示す粉状添加物供給状態においては、その粉を撒き散らすことなく、タンク１１の底面のうち分散装置１２からの混合物が流れる位置に添加物を供給する。また、図１（ｂ）に示す粉状添加物供給完了後の処理原料供給状態等においては、その混合物に粉体供給デバイス１５のノズル１５ｂの先端が液に浸かってしまうことを防止できる。ノズル１５ｂ先端が液に浸かると混合物がノズル１５ｂに付着するという問題や、次回の粉体供給の際に粉体がノズルに１５ｂ付着するという問題がある。
　また、粉体供給デバイス１５は、ノズル１５ｂ上に設けられ粉体添加物を貯蔵するホッパ１５ｃを有する。ホッパ１５ｃは、上下駆動部１５ａによりノズル１５ｂとともに上下に移動されてもよい。ホッパ１５ｃ内の粉体添加物は、ノズル１５ｂ内のスクリューフィーダ等により所定の速度でタンク１１内に供給される。粉体添加物の投入は、スクリューフィーダに限られるものではなく、例えば振動フィーダであってもよい。振動フィーダを用いる場合は、ホッパ１５ｃ内に必要量を投入する構成とすればよい。粉体供給デバイス１５からタンク１１に供給される粉体添加物の量とタイミングは、制御部２０により制御される。上下駆動部１５ａにより駆動される粉体供給デバイス１５の高さ方向の位置も、制御部２０により制御される。
　また、スラリー製造装置１は、添加物の供給が完了した後に、液面が生じたタンク１１内の混合物を攪拌する攪拌機１７を備える。この攪拌機１７には、モータ１８と、上下駆動部１７ａが設けられている。攪拌機１７では、上下駆動部１７ａにより羽根部分１７ｂを上下に駆動できる。攪拌機１７は、図１（ａ）に示す粉体添加物供給状態においては、ノズル１５ｂより上側に羽根部分１７ｂを退避させてもよい。退避させることで、粉体添加物４の供給の妨げになることを防止できる。攪拌機１７は、図１（ｂ）に示す液状等の原料供給状態やそれ以降の状態においては、液中に羽根部分１７ｂが浸かるようにして、その攪拌機能を発揮する。上下駆動部１７ａにより駆動される羽根部分１７ｂの高さ方向の位置は、制御部２０により制御される。撹拌機１７、具体的にはモータ１８は、制御部２０により制御される。
　スラリー製造装置１の配管１４には、圧力センサ（圧力計）２１と、流量センサ（流量計）２２とが設けられる。圧力センサ２１は、例えば、分散装置１２の手前に設けられる。流量センサ２２は、例えば、ポンプ１３の出口側に設けられる。圧力センサ２１及び流量センサ２２の検知結果は、制御部２０に送られる。
　分散装置１２は、ローター２６と、該ローター２６に対向して配置される対向部材であるステータ２７とを有する。ローター２６及びステータ２７の間に、混合物を遠心力によって外周方向に通過させることによって分散させる。分散後の混合物５は、配管１４及び投入ノズル１２ａを介してタンク１１に戻される。分散装置１２には、ローター２６及びステータ２７間の隙間を調整する昇降機構２８が設けられている。昇降機構２８は、例えば、ローター２６を上下に駆動することで、この隙間の大きさを調整できる。分散装置１２は、具体的にはローター２６の回転数は、制御部２０に制御される。昇降機構２８による隙間の大きさは、制御部２０に制御される。
　尚、装置１に用いられる分散装置は、分散装置１２に限られるものではない。例えばステータに換えてローターを用いてもよい。すなわち、互いに逆方向に回転する一対のローターを有する分散装置であってもよい。また、スタティックミキサー等を用いても良い。ここで、分散装置１２等のローター型の分散装置を用いた場合には、ポンプ１３の送液機能を補助するため望ましい。これは、分散装置１２等のローター型の分散装置は、供給された混合物５を分散しながら遠心力により外側に排出するからである。これにより供給元の配管内の圧力を下げることとなり、この圧力低下によりポンプ１３の送液機能を補助する。
　以上のように、スラリー製造装置１は、処理原料３（混合物５）の流れとともに粉体添加物４をポンプ１３に導き、その混合物５を分散装置１２に送ることで、スラリーを製造する装置である。また、粉体添加物４を投入完了するまでは循環可能な最小限の処理原料３を使用し、投入完了後に残りの処理原料３を投入する装置である。具体的に、粉体供給デバイス１５及び処理原料供給デバイス１６、具体的にはポンプ１６ｃは、粉体添加物及び処理原料のタンク１１への供給量を制御部２０に制御されることで、タンク１１内に混合物の液面が生じないようにして、粉体添加物の滞留を防止した適切な分散処理を実現する。
　尚、粉体添加物４の濃度が上昇するにつれてスラリー（混合物５）の粘度が上昇し、装置内部へのスラリー付着量が増加し、ポンプ１３で循環されるスラリー量が減少する。このような場合に、タンク１１の排出口１１ａが混合物５で満たされない程度に処理原料３を追加する。粉体添加物４の供給が完了するまで同様の処理を繰り返す。粉体添加物４の全部の供給が完了した後に、所定の処理原料３の残りの全量を供給して、分散処理を行うことでスラリーが製造される。
　また、スラリー製造装置１は、図１（ａ）の粉体供給段階において、循環可能な量を検知し、不足があれば処理原料を追加しながら粉体添加物を投入する。例えば、流量センサ２２の検出結果に基づいて、制御部２０は、処理原料供給デバイス１６及び粉体供給デバイス１５を制御して所定の処理原料３及び粉体添加物４をタンク１１に供給する。尚、その他の情報に応じて、追加の処理原料３と粉体添加物４の投入速度を調整してもよい。この情報としては、流量のほかに、配管１４内の圧力（圧力センサ２１の検出結果）や、タンク１１内の混合物５の残量を用いてもよい。尚、タンク１１内の混合物５の残量は、レーザ等を利用した液面センサ等を設けることで検出してもよい。
　以上のように構成されたスラリー製造装置１を用いたスラリー製造方法について説明する。このスラリー製造方法は、処理原料と添加物との混合物を循環させながら分散させてスラリーを製造する。
　該方法は、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップとを備える。第１ステップでは、タンク１１、分散装置１２、ポンプ１３、及びこれらを直列的に接続する配管１４に、スラリー状若しくは液体状の処理原料３を供給し、処理原料３又は混合物５を循環させながら、タンク１１内の該処理原料３又は混合物５に粉状の添加物４供給するとともに該混合物５を分散する。必要に応じて、処理原料３を追加供給してもよい。図１（ａ）は、第１ステップを示す。
　第２ステップでは、添加物４の供給が完了した後に、タンク１１、分散装置１２、ポンプ１３及び配管１４に混合物５を循環させながら、該混合物５に処理原料３を供給するとともに該混合物５を分散する。図１（ｂ）は、第２ステップの状態を示す。
　第３ステップでは、第２ステップの処理原料３の供給が完了した後に、タンク１１、分散装置１２、ポンプ１３及び配管１４に混合物５を循環させながら、該混合物５を分散する。尚、第３ステップも図１（ｂ）と同様にタンク１１内に液面を有した状態である。
　上述の第１ステップでは、タンク１１内に混合物５の液面が生じないようにされる。また、第１ステップにおいて、タンク１１の底面のうち分散装置１２からの混合物５が流れる位置に添加物が供給される。
　また、第１ステップでは、例えば、制御部２０により各部が制御され、次のような手順が繰り返される。まず、ポンプ１３が起動される（Ｓ１－１）。次に、タンク１１の底の排出口１１ａが処理原料３で満たされてタンク１１内に貯まることがない程度に処理原料３を投入する（Ｓ１－２）。次に、粉体添加物４が投入される（Ｓ１－３）。処理原料３と添加物４とが分散装置１２で分散される。次に、未投入分の粉体添加物４が有るか否かを判定する（Ｓ１－４）。未投入分の粉体添加物４が有れば、Ｓ１－２に戻る。未投入分の粉体添加物４がなければ第２ステップに進む。第２ステップでは、処理原料３を所定の濃度になる量だけ投入する。すなわち、所定量の処理原料３の残りの全量を投入する。処理原料３の投入が完了すると第３ステップに進む。尚、上述のＳ１－２～Ｓ１－４を繰り返す際に、Ｓ１－２では、循環可能な最小限の処理原料が足りていれば（液面が生じない程度に循環して存在すれば）投入せず、上述したように粘度の上昇により循環される混合物が減少していれば投入する。
　上述の第２ステップでは、タンク１１内に混合物５の液面５ａが生じるように処理原料３が供給される。すなわち、混合物５が排出口１１ａに満ち、タンク１１内に貯まるまで、処理原料３を供給する。また、第２ステップでは、第１ステップよりも粉体供給デバイス１５の挿入部分の長さを短くする。また、第２ステップでは、攪拌機１７の羽根部分１７ｂを下降させる。第２ステップ及び第３ステップでは、混合物５を循環させながら、攪拌機１７で攪拌することで、粉体添加物が均一に分散されたスラリーが製造される。
　以上のようなスラリー製造装置１及びこれを用いたスラリー製造方法によれば、軽い粉状添加物を用いる場合にも滞留を防止して、分散時間を短縮してスラリーを製造することを実現する。
　以下、明細書及び図面で用いる主な符号を列挙する。
１　スラリー製造装置
３　スラリー状若しくは液体上の処理原料
４　粉状の添加物
５　混合物
１１　タンク
１２　分散装置
１３　ポンプ
１４　配管
１５　粉体供給デバイス
１５ｂ　粉体供給デバイスのノズル
１６　処理原料供給デバイス

Claims (10)

  1. 　スラリー状若しくは液体状の処理原料と粉状の添加物との混合物を循環させながら分散させてスラリーを製造するスラリー製造装置であって、
    　前記処理原料又は前記混合物を貯留可能であるとともに該処理原料に混合する前記添加物が供給可能とされるタンクと、
    　出口側が前記タンクに接続され、前記混合物を分散処理する分散装置と、
    　前記混合物を循環させるポンプと、
    　前記分散装置、前記タンク及び前記ポンプを直列的に接続する配管と、
    　前記添加物を前記タンクに供給する粉体供給デバイスと、
    　前記処理原料を前記タンクに供給する処理原料供給デバイスとを備え、
    　前記処理原料供給デバイスは、前記粉体供給デバイスから前記添加物を供給している際には、前記タンク内に前記混合物の液面が生じないように前記処理原料を供給する、
    　スラリー製造装置。
  2. 　前記粉体供給デバイスは、前記タンクの底面のうち前記分散装置からの前記混合物が流れる位置に前記添加物を供給する、
    　請求項１記載のスラリー製造装置。
  3. 　前記処理原料供給デバイスは、前記粉体供給デバイスからの前記添加物の供給が完了した後には、前記タンク内に前記混合物の液面が生じるように前記処理原料を供給する、
    　請求項２記載のスラリー製造装置。
  4. 　前記粉体供給デバイスは、前記タンク内へのノズルの挿入部分の長さを可変とする、
    　請求項３記載のスラリー製造装置。
  5. 　さらに、前記添加物の供給が完了した後に、液面が生じた前記タンク内の前記混合物を攪拌する攪拌機を備える、
    　請求項４記載のスラリー製造装置。
  6. 　スラリー状若しくは液体状の処理原料と粉状の添加物との混合物を循環させながら分散させてスラリーを製造するスラリー製造方法であって、
    　タンク、分散装置、ポンプ、及びこれらを直列的に接続する配管に、前記処理原料又は前記混合物を循環させながら、前記タンク内の該処理原料又は混合物に前記添加物及び追加する処理原料を供給するとともに該混合物を分散する第１ステップと、
    　前記添加物の供給が完了した後に、前記タンク、分散装置、ポンプ及び配管に前記混合物を循環させながら、該混合物に前記処理原料を供給するとともに該混合物を分散する第２ステップとを備え、
    　前記第１ステップでは、前記タンク内に前記混合物の液面が生じないようにする、
    　スラリー製造方法。
  7. 　前記第１ステップにおいて、前記タンクの底面のうち前記分散装置からの前記混合物が流れる位置に前記添加物を供給する、
    　請求項６記載のスラリー製造方法。
  8. 　前記第２ステップでは、前記タンク内に前記混合物の液面が生じるように前記処理原料を供給する、
    　請求項７記載のスラリー製造方法。
  9. 　前記添加物を前記タンクに供給する粉体供給デバイスは、前記タンク内へのノズルの挿入部分の長さを可変とされ、
    　前記第２ステップでは、前記第１ステップよりも前記ノズルの挿入部分の長さを短くする、
    　請求項８記載のスラリー製造方法。
  10. 　前記第２ステップの前記処理原料の供給が完了した後に、前記タンク、分散装置、ポンプ及び配管に前記混合物を循環させながら、該混合物を分散する第３ステップを備える、
    　請求項９記載のスラリー製造方法。
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