CN111788152B - 分离回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种更加简便的分离回收方法，能够从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和纤维状碳纳米结构体。本发明的分离回收方法具有：分离工序，将复合体微粒输送至纤维状碳纳米结构体通道的入口附近，对输送的复合体微粒赋予朝向纤维状碳纳米结构体通道的入口流动的流体和包含与所述流体流动的方向反向的分量的外力，分离纤维状碳纳米结构体和陶瓷微粒状支承基材，以及回收工序，通过流体的流动将分离的纤维状碳纳米结构体向纤维状碳纳米结构体通道的内部输送从而回收，并且将分离的陶瓷微粒状支承基材向从纤维状碳纳米结构体通道离开的方向输送从而回收，在分离工序中，对陶瓷微粒状支承基材赋予的外力比对纤维状碳纳米结构体赋予的外力大。

Description

分离回收方法
技术领域
本发明涉及一种分离回收方法。
背景技术
碳纳米管(以下有时称作“CNT”。)等纤维状碳纳米结构体由于机械强度、滑动特性、柔软性、半导体及金属导电性、导热性等各种各样的特性优异且化学稳定性也高，所以不断应用于广泛用途。
因此，近年来，研究着高效且低成本地制造具有这样优异的特性的纤维状碳纳米结构体的方法。
例如，在专利文献1中公开了如下的技术，通过对承载了由Fe和Al形成的催化剂的支承基材表面以规定的分压使由乙炔、二氧化碳以及惰性气体形成的原料气体流通，使碳纳米管在支承基材上合成。进而，也研究着作为支承基材使用微粒状的支承基材(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/057229号；
专利文献2：国际公开第2017/145604号。
发明内容
发明要解决的问题
在此，作为将合成的碳纳米管从支承基材剥离从而回收的方法，要求一种更加简便的分离回收方法，能够从复合体微粒分离微粒状支承基材和碳纳米管并分别回收，该复合体微粒是从微粒状支承基材剥离碳纳米管之前的复合体微粒。
本发明的目的在于提供一种更加简便的分离回收方法，能够从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体。
用于解决问题的方案
本发明人为了实现上述目的进行了深入研究。结果，本发明人发现，如果利用外力和作为该外力的反作用力的流体的流动(例如，离心力和作为该离心力的反作用力的由气流形成的气涡)，则能够更加简便地从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体，以至完成了本发明。
即，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的分离回收方法是从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分离并回收所述陶瓷微粒状支承基材和覆盖的所述纤维状碳纳米结构体的分离回收方法，其特征在于，具有：分离工序，将所述复合体微粒输送至用于使所述纤维状碳纳米结构体通过从而回收的纤维状碳纳米结构体通道的入口附近，对输送的所述复合体微粒赋予朝向所述纤维状碳纳米结构体通道的入口流动的流体和包含与所述流体流动的方向反向的分量的外力，分离所述纤维状碳纳米结构体和所述陶瓷微粒状支承基材，以及回收工序，通过所述流体的流动将分离的所述纤维状碳纳米结构体向所述纤维状碳纳米结构体通道的内部输送从而回收，并且将分离的所述陶瓷微粒状支承基材向从所述纤维状碳纳米结构体通道离开的方向输送从而回收，在所述分离工序中，对所述陶瓷微粒状支承基材赋予的所述外力比对所述纤维状碳纳米结构体赋予的所述外力大。像这样，如果利用外力和流体的流动，则能够更加简便地进行从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体。
在此，在本发明的分离回收方法中，优选所述流体包含空气和/或惰性气体。如果流体包含空气和/或惰性气体，则能够防止流体和复合体微粒进行反应。
此外，在本发明的分离回收方法中，优选所述外力包含重力和/或通过使所述复合体微粒以规定的旋转轴为中心旋转而产生的离心力。如果外力包含重力和/或通过使复合体微粒以规定的旋转轴为中心旋转而产生的离心力，则能够更加可靠地进行从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体。
在此，在本发明的分离回收方法中，优选所述流体的线流速v(m/s)和所述陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1以上。
如果流体的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1以上，则能够使纤维状碳纳米结构体的回收率提高。
需要说明的是，在本说明书中，“真密度”的意思是“根据测定对象自身的体积计算的密度”。此外，“真密度”能够通过实施例所记载的方法进行测定。
此外，在本发明的分离回收方法中，优选所述陶瓷微粒状支承基材的真密度和所述纤维状碳纳米结构体的真密度之比(陶瓷微粒状支承基材的真密度/纤维状碳纳米结构体的真密度)为2以上。如果陶瓷微粒状支承基材的真密度和纤维状碳纳米结构体的真密度之比为2以上，则能够降低纤维状碳纳米结构体混入陶瓷微粒状支承基材回收部的量，使纤维状碳纳米结构体的回收率提高。
在此，在本发明的分离回收方法中，优选所述陶瓷微粒状支承基材的堆积密度和所述纤维状碳纳米结构体的堆积密度之比(陶瓷微粒状支承基材的堆积密度/纤维状碳纳米结构体的堆积密度)为10以上。如果陶瓷微粒状支承基材的堆积密度和纤维状碳纳米结构体的堆积密度之比为10以上，则能够防止陶瓷微粒状支承基材混入纤维状碳纳米结构体回收部。
需要说明的是，在本说明书中，“堆积密度”的意思是“将测定对象填充到规定的容器中，将该容器的内容积作为体积计算的密度”，以容器的内容积为体积，不仅是测定对象自身的体积，还包含测定对象间以及容器的间隙的体积。此外，“堆积密度”能够通过实施例所记载的方法进行测定。
发明效果
根据本发明，可提供一种更加简便的分离回收方法，能够从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体。
附图说明
图1是作为本发明的分离回收方法的处理对象的复合体微粒的剖视图。
图2A是用于说明本发明的分离回收方法的一例的图(其1)。
图2B是示出旋转缝隙的一例的作用的图。
图3A是用于说明本发明的分离回收方法的一例的图(其2)。
图3B是示出构成旋转转子的旋转缝隙体的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细的说明。
在此，本发明的分离回收方法能够在从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分离并分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体时使用。
(分离回收方法)
本发明的分离回收方法是从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分离并回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体的方法。并且，本发明的分离回收方法，具有：将复合体微粒输送至用于使纤维状碳纳米结构体通过从而回收的纤维状碳纳米结构体通道的入口附近，对输送的复合体微粒施加赋予朝向纤维状碳纳米结构体通道的入口流动的流体和包含与所述流体流动的方向反向的分量的外力，分离纤维状碳纳米结构体和陶瓷微粒状支承基材的工序(分离工序)；以及通过流体的流动将分离的纤维状碳纳米结构体向纤维状碳纳米结构体通道的内部输送从而回收，并且将分离的陶瓷微粒状支承基材向从纤维状碳纳米结构体通道离开的方向输送从而回收的工序(回收工序)，还任选地具有其他工序。
<复合体微粒>
实施本发明的分离回收方法的复合体微粒具有：陶瓷微粒状支承基材和在该陶瓷微粒状支承基材的表面覆盖的纤维状碳纳米结构体。
在图1中，复合体微粒1具有：陶瓷微粒状支承基材2和在该陶瓷微粒状支承基材2的表面覆盖的纤维状碳纳米结构体3。
作为复合体微粒的堆积密度，没有特别限定，优选为1g/cm3以下。
〔陶瓷微粒状支承基材〕
陶瓷微粒状支承基材是具有由任意的陶瓷材质形成的微粒形状、是形成用于在该基材表面覆盖后述的纤维状碳纳米结构体的母体结构的部分。像这样，如果使用陶瓷微粒状支承基材，则使用陶瓷微粒状支承基材制造的复合体微粒也为微粒状。
需要说明的是，“微粒状”是指形成大致微粒形状即可，优选长径比为10以下。
另外，在本发明中，“陶瓷微粒状支承基材的长径比”能够使用透射型电子显微镜测定随机选择的100个陶瓷微粒状支承基材的短径和长径求出。
此外，作为陶瓷微粒状支承基材的结构，可以只是该陶瓷微粒状支承基材，也可以是在该陶瓷微粒状支承基材的表面上设置了用于良好地覆盖纤维状碳纳米结构体的任意的基底层的带基底层陶瓷微粒状支承基材。所述基底层由任意的材质形成，例如能够在陶瓷微粒状支承基材的表面形成1层或2层以上。
另外，基底层的组成没有特别限定，能够根据陶瓷微粒状支承基材的种类和后述的纤维状碳纳米结构体的种类适当选择。此外，形成的基底层的膜厚也能够根据期望的纤维状碳纳米结构体的覆盖量适当调节。
作为陶瓷微粒状支承基材的陶瓷材质，没有特别限定，优选包含金属氧化物，更优选包含含有选自镁(Mg)、铝(Al)、硅(Si)、锆(Zr)以及钼(Mo)中的至少一种元素的金属氧化物，进一步优选由二氧化锆(氧化锆)、氧化铝(矾土)、莫来石(氧化铝和二氧化硅的化合物)等金属氧化物构成。通过由金属氧化物构成陶瓷微粒状支承基材，能够使耐热性提高。进而，通过将氧化铝或莫来石作为金属氧化物使用，能够使耐热性进一步提高。
作为陶瓷微粒状支承基材的直径，没有特别限定，优选为50μm以上且10mm以下。
作为陶瓷微粒状支承基材的堆积密度，没有特别限定，优选为2g/cm3以上，而且优选为4g/cm3以下。
〔纤维状碳纳米结构体〕
作为纤维状碳纳米结构体，没有特别限定，可举出例如长径比超过10的纤维状碳纳米结构体。具体地，作为纤维状碳纳米结构体，可举出CNT、气相成长碳纤维等。
另外，在本发明中，“纤维状碳纳米结构体的长径比”能够使用透射型电子显微镜测定随机选择的100根纤维状碳纳米结构体的直径(外径)和长度求出。
以下，对以本发明的制造方法得到的纤维状碳纳米结构体包含CNT的情况进行说明，但本发明不限定于此。
作为复合体微粒中纤维状碳纳米结构体形成的层的厚度，没有特别限定，优选为0.05mm以上，而且优选为1.0mm以下。
作为纤维状碳纳米结构体的堆积密度，没有特别限定，优选为0.01g/cm3以上，而且优选为0.03g/cm3以下。
-碳纳米管-
碳纳米管(CNT)是具有将石墨烯片卷成筒状的结构、具有长径比非常大的一维结构的材料(参照非专利文献1)。在此，包含CNT的纤维状碳纳米结构体可以只由CNT构成，也可以是CNT和除CNT以外的纤维状碳纳米结构体的混合物。
此外，作为CNT，没有特别限定，能够为单层碳纳米管和/或多层碳纳米管，从提高各种各样的机械强度、电特性、导热性等特性的观点出发，CNT优选由10层以下的层构成，更优选由5层以下的层构成，进一步优选为单层碳纳米管。单层碳纳米管/多层碳纳米管能够通过改变例如催化剂的大小、催化剂的组成、反应时间、原料气体供给流量等各种各样的反应条件适当调节。
-性状-
此外，包含CNT的纤维状碳纳米结构体的平均直径能够根据各种各样的用途设为期望的值。通常，CNT的平均直径越微细，各种各样的特性越提高。
另外，包含CNT的纤维状碳纳米结构体的“平均直径”例如能够使用透射型电子显微镜测定随机选择的100根纤维状碳纳米结构体的直径(外径)求出。
此外，包含CNT的纤维状碳纳米结构体的平均长度能够根据各种各样的用途设为期望的值，合成时的平均长度优选为1μm以上，更优选为50μm以上。这是因为如果合成时的包含CNT的纤维状碳纳米结构体的平均长度为1μm以上，则能够使得到的纤维状碳纳米结构体更好地发挥各种各样的机械强度、电特性、导热性等特性。此外，因为合成时的包含CNT的纤维状碳纳米结构体的长度越长，纤维状碳纳米结构体越容易发生断裂、截断等损伤，所以优选合成时的包含CNT的纤维状碳纳米结构体的平均长度为5000μm以下。
另外，包含CNT的纤维状碳纳米结构体的“平均长度”能够通过改变例如合成反应时间适当调节。
在本发明的分离回收方法中，提供通过例如以下的方式得到的复合体微粒，在陶瓷微粒状支承基材的表面上使纤维状碳纳米结构体生成，利用化学气相法使生成的纤维状碳纳米结构体成长。
作为陶瓷微粒状支承基材的真密度和纤维状碳纳米结构体的真密度之比(陶瓷微粒状支承基材的真密度/纤维状碳纳米结构体的真密度)，没有特别限定，从纤维状纳米结构体的回收率提高的观点出发，优选为2以上。
作为陶瓷微粒状支承基材的堆积密度和纤维状碳纳米结构体的堆积密度之比(陶瓷微粒状支承基材的堆积密度/纤维状碳纳米结构体的堆积密度)，没有特别限定，从防止陶瓷微粒状支承基材混入纤维状碳纳米结构体回收部的观点出发，优选为10以上。
<分离工序>
在本发明的分离回收方法中，将复合体微粒输送至用于使纤维状碳纳米结构体通过从而回收的纤维状碳纳米结构体通道的入口附近，通过对输送的复合体微粒赋予朝向纤维状碳纳米结构体通道的入口流动的流体和包含与流体流动的方向反向的分量的外力，能够分离纤维状碳纳米结构体和陶瓷微粒状支承基材。
在此，作为外力的种类没有特别限定，可优选地举出例如重力、通过使所述复合体微粒以规定的旋转轴为中心旋转而产生的离心力等。
而且，作为流体的种类没有特别限定，可优选地举出例如空气、惰性气体等。
进而，外力包含与流体流动的方向反向的分量即可，优选为与流体流动的方向反向。
〔输送〕
在本发明的分离回收方法中，首先，将复合体微粒输送至纤维状碳纳米结构体通道的入口附近。
作为输送方法，只要是能够输送至纤维状碳纳米结构体通道的入口附近的方法，就没有特别限定，可举出例如利用空气(大气)的输送、利用重力的输送等。
-纤维状碳纳米结构体通道-
作为纤维状碳纳米结构体通道，只要是纤维状碳纳米结构体能够通过的空间就没有特别限定，可举出例如后述的图2A中的空洞部32、62、后述的图3A中的旋转转子130等。
作为纤维状碳纳米结构体通道的入口，只要是与纤维状碳纳米结构体通道相通的间隙(缝隙)，就没有特别限定，可举出例如后述的图2A中的间隙38、后述的图3A中的设置于旋转转子130的粉体导入口130a。
〔分离〕
在分离工序中，对陶瓷微粒状支承基材赋予的外力比对纤维状碳纳米结构体赋予的外力大。通过该平衡，使复合体微粒分离成陶瓷微粒状支承基材(由于外力移动)和纤维状碳纳米结构体(由于流体的流动移动)。
在此，在外力为通过使复合体微粒以规定的旋转轴为中心旋转而产生的离心力的情况下，密度大的陶瓷微粒状支承基材更多地承受离心力的力，另一方面，密度小的纤维状碳纳米结构体更多地承受反作用力。通过该平衡，根据陶瓷微粒状支承基材和纤维状碳纳米结构体的大小(体积)、质量的差异，使复合体微粒分离成陶瓷微粒状支承基材(由于离心力移动)和纤维状碳纳米结构体(由于气流移动)。
-流体的流动-
流体的流动只要是朝向纤维状碳纳米结构体通道的入口流动的流体的流动，就没有特别限定。就流体的流动而言，例如，像在图2A的说明中所示的那样，在分离回收装置100的内部形成负压，从空气导入口14流入的空气被辅助叶片4变换成旋转方向的流动，成为回旋的状态、即与分级转子30大致相同的圆周速度的气流，从圆环路6进入分级室46。
作为流体的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p，没有特别限定，优选为1以上，更优选为1.3以上，进一步优选为1.5以上，特别优选为1.7以上。通过比v/p为1以上，能够使纤维状碳纳米结构体的回收率提高。
-离心力-
由于作为外力的离心力通过利用规定的旋转单元(例如分级转子30(图2A)、平衡转子60(图2A)、旋转转子130(图3A))的旋转而产生，所以作用在从旋转轴离开的方向(离心方向)上。
<回收工序>
在本发明的分离回收方法中，通过流体的流动将分离的纤维状碳纳米结构体向纤维状碳纳米结构体通道的内部输送从而回收，并且将分离的陶瓷微粒状支承基材向从纤维状碳纳米结构体通道离开的方向输送从而回收，由此能够更加简便地进行从复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体。
在此，在外力为通过使复合体微粒以规定的旋转轴为中心旋转而产生的离心力的情况下，从分离回收的难易的观点出发，回收纤维状碳纳米结构体的回收方向优选为旋转单元的旋转轴向。
<其他工序>
需要说明的是，在回收的陶瓷微粒状支承基材之中混入了少量的纤维状碳纳米结构体的情况下，进行分离是困难的，但是在回收的纤维状碳纳米结构体之中混入了少量的陶瓷微粒状支承基材的情况下，通过使用规定的筛进行分级(进行作为其他工序的分级工序)，能够进行分离。
以下，示出使用上述的方法从复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的纤维状碳纳米结构体的过程的具体例子(强制旋涡式分级方式)。需要说明的是，本发明不限定于以下的具体例子，也包含回旋气流式、筛分自由旋涡式等。
图2A是用于说明本发明的分离回收方法的一例的图(其1)。
在图2A中，分离回收装置100由壳10和分级转子30等构成，所述分级转子30旋转自由地设置在壳10内的旋转轴16。壳10在上表面中心部具有原料投入口12，在外周设置有圆环路6，在周侧面设置有空气导入口14和粗粉排出口(陶瓷微粒状支承基材回收部)20。在壳10和分级转子30的顶板40之间形成有通道52，与原料投入口12连通。此外，在下部外侧设置有涡壳(纤维状碳纳米结构体回收部)18，在该涡壳18连结有未图示的旋风分离器、后置过滤器等捕集装置(未图示)。
分级转子30为圆盘状，具有从圆周部向轴心部下方连通的空洞部32(纤维状碳纳米结构体通道)，固定在旋转轴16的上端，所述旋转轴16通过轴承15垂直地安装在壳10的纵向的轴心部。在空洞部32的内部，外侧分级叶片36和内侧分级叶片34以成内外二段的方式在圆周方向上等间隔地呈放射状排列。
在这些外侧分级叶片36和内侧分级叶片34之间，形成有期望的间隔的间隙38。在分级转子30的顶板40，从轴心部向外周方向呈放射状设置粉体分散叶片42，而且与间隙38对齐地形成有与空洞部32内连通的环状的粉末导入口44。像这样，通过外侧分级叶片36和内侧分级叶片34等，在分级转子30的内部外周构成分级室46。
进而，在分级转子30的下表面，在与外侧分级叶片36和内侧分级叶片34大致相同的圆周上设置有辅助叶片4。辅助叶片4在圆周方向上等间隔地呈放射状设置。辅助叶片4在分级转子30旋转时形成旋转方向的气流，在回旋的状态下向间隔38(纤维状碳纳米结构体通道的入口)导入空气。
在分级转子30的下部，安装有与分级转子30大致同样的形状的平衡转子60。平衡转子60为圆盘状，具有从圆周部向轴心部连通的空洞部62(纤维状碳纳米结构体通道)，成为与分级转子30上下对称的配置状态，且空洞部62与分级转子30的空洞部32连通，一体地固定在旋转轴16。此外，在平衡转子60的空洞部62内的开口周缘部呈放射状设置有多个叶片64。
以下，详细地说明分离回收方法的一例。
首先，使分级转子30和平衡转子60以期望的速度旋转，用平衡转子60的吸引作用和与外部连结的鼓风机(未图示)在分离回收装置100的内部形成负压。从空气导入口14流入的空气被辅助叶片4变换成旋转方向的流动，成为回旋的状态、即与分级转子30大致相同的圆周速度的气流，从圆环路6进入分级室46。在分级室46中，空气沿着内侧分级叶片34、外侧分级叶片36在半径方向上流动，穿过空洞部32并通过平衡转子60的空洞部62的空气经由涡壳18被旋风分离器的鼓风机(未图示)吸引。
在该状态下，当将作为原料的复合体微粒从原料投入口12投入时，投入的复合体微粒由于由分级叶片30和平衡转子60的旋转产生的离心力穿过通道52移动到间隔38(粉体导入口44、分级室46)附近。在此，移动到间隔38附近的复合体微粒由于由分级叶片30和平衡转子60的旋转产生的离心力和作为向该离心力的反向作用的反作用力的箭头方向的气流，纤维状碳纳米结构体从陶瓷微粒状支承基材剥离。在此，比重(真密度)大的陶瓷微粒状支承基材由于离心力飞向从旋转轴16离开的离心方向(分离回收装置100的外侧)，穿过粗粉排出口20，作为粗粉被回收。另一方面，比重(真密度)小的纤维状碳纳米结构体沿着气流通过叶片34、36，穿过空洞部32、62，作为微粉被涡壳18回收。
此外，图2B是示出旋转缝隙的一例的作用的图。
图2B中的旋转缝隙70由图2A中的顶板40、内侧分级叶片34、外侧分级叶片36、间隙38以及空洞部32、62构成。
首先，从旋转缝隙70的上方作为原料投入的复合体微粒由于离心力移动到旋转缝隙70的侧面(相当于图2A的“间隙38附近”)。接下来，由于旋转缝隙70的侧面处的离心力和由反作用力(气流)产生的气涡，复合体微粒分离成陶瓷微粒状支承基材和纤维状碳纳米结构体(纤维状碳纳米结构体从陶瓷微粒状支承基材剥离)。进而，纤维状碳纳米结构体沿着反作用力(气流)通过形成于旋转缝隙70的侧面的缝隙，穿过旋转缝隙70的内部(相当于图2A的“空洞部32、62”),作为微粉被回收。
图3A是用于说明本发明的分离回收方法的一例的图(其2)。
在图3A中，分离回收装置200具有：原料投入口110，其设置在装置侧部；空气导入口120、121，其设置在装置下方侧部；旋转转子130，其设置在装置内部上方，作为“纤维状碳纳米结构体通道”和“使复合体微粒以旋转轴为中心旋转的旋转单元”发挥功能；以及粗粉排出口135，其设置在装置下部。
旋转转子130具有旋转缝隙体140(参照图3B)。在旋转缝隙体140的侧面，形成有用于向内部导入纤维状碳纳米结构体的粉体导入口130a。此外，在旋转转子130，设置有旋转转子侧部130b，所述旋转转子侧部130b用于回收通过了构成旋转转子130的旋转缝隙体140的内部的纤维状碳纳米结构体。
以下，详细地说明分离回收方法的一例。
首先，当将作为原料的复合体微粒从原料投入口110投入时，复合体微粒由于重力向竖直下方向落下，在该落下时，由于来自空气导入口120的一次空气或来自空气导入口121的二次空气，向上方扬起，移动到设置于旋转转子130的粉体导入口130a(纤维状碳纳米结构体通道的入口)附近。进而，一次空气和二次空气在旋转转子130之中流动，形成气流。在此，由于由旋转转子130的旋转产生的离心力和作为向该离心力的反方向作用的反作用力的上述的气流，纤维状碳纳米结构体从复合体微粒中的陶瓷微粒状支承基材剥离。在此，比重(真密度)大的陶瓷微粒状支承基材由于离心力飞向从旋转转子130的旋转轴离开的离心方向(图3A的下侧方向)，穿过粗粉排出口135，作为粗粉被回收。需要说明的是，在此，陶瓷微粒状支承基材由于比重(真密度)大，所以不被一次空气或二次空气扬起。另一方面，比重(真密度)小的纤维状碳纳米结构体沿着气流通过旋转转子130内部，穿过旋转转子侧部130b，作为微粉被回收。
此外，图3B是示出构成旋转转子的旋转缝隙体的图。
图3B中的旋转缝隙体140是构成图3A中的旋转转子130的构件。
首先，输送的复合体微粒移动到旋转缝隙体140的侧面附近。接下来，在旋转缝隙体140的侧面附近，产生离心力和由反作用力产生的气涡，由于该气涡，复合体微粒分离成陶瓷微粒状支承基材和纤维状碳纳米结构体(纤维状碳纳米结构体从陶瓷微粒状支承基材剥离)。进而，纤维状碳纳米结构体沿着气流通过形成于旋转缝隙体140的侧面的作为缝隙的粉体导入口130a(图3A)，穿过旋转缝隙体140的内部，从作为旋转缝隙体140的侧部的旋转转子侧部130b(图3A)穿出，作为微粉被回收。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明不限定于这些实施例。
(实施例1)
<复合体微粒的制作>
对于被Fe催化剂覆盖了的氧化锆微粒基材，在高温下利用氢的还原工序后，在高温下暴露于含碳气体和数百质量ppm的微量的水分中。
这样一来，得到在由直径0.3mm的氧化锆(二氧化锆)(真密度：6.0g/cm3、堆积密度：3.9g/cm3)形成的陶瓷微粒状支承基材覆盖了作为纤维状碳纳米结构体的由CNT(真密度：1.3g/cm3、堆积密度：0.2g/cm3)形成的0.23mm厚的CNT层的复合体微粒1(真密度：5.9g/cm3、堆积密度：0.51g/cm3)。
需要说明的是，陶瓷微粒状支承基材、纤维状碳纳米结构体以及复合体微粒的真密度和堆积密度如下地进行测定。
<<真密度的测定>>
使用干式自动密度计(AccuPyc，岛津制作所制)进行测定。
<<堆积密度的测定>>
使用粉体减少度测定器(密填充堆积密度测定器)TPM-3P型(筒井理化学器械株式会社制)进行测定。向测定容器加入约60ml左右，测定重量。其后，测定重复200次敲击后的容量，测定堆积密度。
<分离回收>
使用图2A所记载的分离回收装置进行分离回收。需要说明的是，使复合体微粒1沿着旋转轴旋转的分级转子30和平衡转子60的转速为3000rpm，间隙38的宽度为10mm。
气流的线流速v为12.36m/s，气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为2.06，CNT的回收率为95.9质量％。
另外，气流的线流速v(m/s)如下地进行测定，CNT的回收率(质量％)如下地进行测定和计算。
<<气流的线流速v的测定>>
测定通过空洞部62或旋转转子(分级转子30和平衡转子60)侧部的空气量A(m3/s)，根据旋转转子的开口面积B通过A/B(m2)计算。
<<CNT的回收率的测定和计算>>
根据在复合体合成后增加的CNT量A和在微粉侧回收的CNT量B，通过B/A×100(％)测定CNT回收率。
(实施例2)
在实施例1中，使分离回收中的气流的线流速v为10.62m/s来代替12.36m/s，除此之外，与实施例1同样地进行“复合体微粒的制作”和“分离回收”。
气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1.77，CNT的回收率为89.1质量％。
(实施例3)
在实施例1中，使分离回收中的气流的线流速v为8.82m/s来代替12.36m/s，除此之外，与实施例1同样地进行“复合体微粒的制作”和“分离回收”。
气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1.47，CNT的回收率为88.2质量％。
(实施例4)
在实施例1中，如下所述地进行“分离回收”来代替使用图2A所记载的分离回收装置进行分离回收，除此之外，与实施例1同样地进行“复合体微粒的制作”。
(分离回收)
使用图3A所记载的分离回收装置进行分离回收。需要说明的是，使复合体微粒1沿旋转轴旋转的旋转转子130的转速为18000rpm，设置于旋转转子130的侧面的作为粉体导入口130a的各缝隙的宽度(圆周方向的宽度)为20mm，旋转转子130的侧面的粉体导入口130a的开孔率为75％，旋转转子130的圆筒形状的底面的直径为50mm。
气流的线流速v为11.70m/s，气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1.95，CNT的回收率为97.5质量％。
需要说明的是，气流的线流速v(m/s)如下地进行测定，CNT的回收率(质量％)如下地进行测定和计算。
气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1.95，CNT的回收率为97.5质量％。
(实施例5)
在实施例4中，使分离回收中的气流的线流速v为10.62m/s来代替11.70m/s，除此之外，与实施例4同样地进行“复合体微粒的制作”和“分离回收”。
气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1.77，CNT的回收率为99.4质量％
(实施例6)
在实施例4中，使分离回收中的气流的线流速v为7.68m/s来代替11.70m/s，除此之外，与实施例4同样地进行“复合体微粒的制作”和“分离回收”。
气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1.28，CNT的回收率为62.3质量％。
(实施例7)
在实施例4中，使分离回收中的气流的线流速v为5.28m/s来代替11.70m/s，除此之外，与实施例4同样地进行“复合体微粒的制作”和“分离回收”。
气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为0.88，CNT的回收率为20.0质量％。
(实施例8)
<复合体微粒的制作>
对于被Fe催化剂覆盖了的矾土微粒基材，在高温下利用氢的还原工序后，在高温下暴露于含碳气体和数百质量ppm的微量的水分中。
这样一来，得到在由直径0.3mm的矾土(氧化铝)(真密度：3.9g/cm3、堆积密度：2.4g/cm3)形成的陶瓷微粒状支承基材堆积覆盖了作为纤维状碳纳米结构体的CNT(真密度：1.3g/cm3、堆积密度：0.018g/cm3)形成的0.2mm厚的CNT层的复合体微粒2(真密度：3.8g/cm3、堆积密度：0.47g/cm3)。
<分离回收>
使用图3A所记载的分离回收装置进行分离回收。需要说明的是，使复合体微粒2沿旋转轴旋转的旋转转子130的转速为18000rpm，设置于旋转转子130的侧面的作为粉体导入口130a的各缝隙的宽度(圆周方向的宽度)为20mm，旋转转子130的侧面的粉体导入口130a的开孔率为75％，旋转转子130的圆筒形状的底面的直径为50mm。
气流的线流速v为7.68m/s，气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1.97，CNT的回收率为87.3质量％。
需要说明的是，气流的线流速v(m/s)与实施例1同样地进行测定，CNT的回收率(质量％)与实施例1同样地进行测定和计算。
(实施例9)
在实施例8中，使分离回收中的气流的线流速v为5.30m/s来代替7.68m/s，除此之外，与实施例8同样地进行“复合体微粒的制作”和“分离回收”。
气流的线流速v(m/s)和陶瓷微粒状支承基材的真密度p(g/cm3)之比v/p为1.36，CNT的回收率为43.8质量％。
在实施例1～9中，将复合体微粒输送至用于使CNT通过从而回收的纤维状碳纳米结构体通道(空洞部32、62(图2A)、旋转转子130(图3A))的入口(间隙38(图2A)、粉体导入口130a(图3A))附近，对该输送的复合体微粒赋予朝向纤维状碳纳米结构体通道的入口流动的流体的流动(气流)和包含与流体流动的方向反向的分量的外力(通过使复合体微粒以旋转轴(旋转轴16(图2A))为中心旋转而产生的离心力)，分离纤维状碳纳米结构体和陶瓷微粒状支承基材分离(将CNT从陶瓷微粒状支承基材的表面剥离)，通过流体的流动(气流)将分离的纤维状碳纳米结构体(CNT)向纤维状碳纳米结构体通道(空洞部32、62(图2A)、旋转转子130(图3A))的内部输送从而回收，并且将分离的陶瓷微粒状支承基材向从纤维状碳纳米结构体通道离开的方向(由于离心力从旋转轴(旋转轴16(图2A))离开的方向(离心方向))输送从而回收，因此能够更加简便地进行从陶瓷微粒状支承基材的表面被CNT覆盖的复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的CNT。
产业上的可利用性
根据本发明，可提供一种更加简便的分离回收方法，能够从陶瓷微粒状支承基材的表面被碳纳米管覆盖的复合体微粒分别回收陶瓷微粒状支承基材和覆盖的碳纳米管。
附图标记说明
1：复合体微粒
2：陶瓷微粒状支承基材
3：纤维状碳纳米结构体
4：辅助叶片
6：圆环路
10：壳
12：原料投入口
14：空气导入口
15：轴承
16：旋转轴
18：涡壳(纤维状碳纳米结构体回收部)
20：粗粉排出口(陶瓷微粒状支承基材回收部)
30：分级转子
32：空洞部
34：内侧分级叶片
36：外侧分级叶片
38：间隙
40：顶板
42：粉体分散叶片
44：粉体导入口
46：分级室
52：通道
60：平衡转子
62：空洞部
64：叶片
70：旋转缝隙
100：分离回收装置
110：原料投入口
120：空气导入口
121：空气导入口
130：旋转转子
130a：粉体导入口
130b：旋转转子侧部
135：粗粉排出口
140：旋转缝隙体
200：分离回收装置
A：原料
B：粗粉
C：微粉
D：气流
E：原料投入
F：离心力
G：反作用力
H：微粉和空气从下方穿出从而回收
I：一次空气
J：二次空气
K：微粉和空气从侧面穿出从而回收

Claims (6)

1.一种分离回收方法，从陶瓷微粒状支承基材的表面被纤维状碳纳米结构体覆盖的复合体微粒分离并回收所述陶瓷微粒状支承基材和覆盖的所述纤维状碳纳米结构体，具有：
分离工序，将所述复合体微粒输送至用于使所述纤维状碳纳米结构体通过从而回收的纤维状碳纳米结构体通道的入口附近，对输送的所述复合体微粒赋予朝向所述纤维状碳纳米结构体通道的入口流动的流体和包含与所述流体流动的方向反向的分量的外力，分离所述纤维状碳纳米结构体和所述陶瓷微粒状支承基材，以及
回收工序，通过所述流体的流动将分离的所述纤维状碳纳米结构体向所述纤维状碳纳米结构体通道的内部输送从而回收，并且将分离的所述陶瓷微粒状支承基材向从所述纤维状碳纳米结构体通道离开的方向输送从而回收，
在所述分离工序中，对所述陶瓷微粒状支承基材赋予的所述外力比对所述纤维状碳纳米结构体赋予的所述外力大。
2.根据权利要求1所述的分离回收方法，其中，所述流体包含空气和/或惰性气体。
3.根据权利要求1或2所述的分离回收方法，其中，所述外力包含重力和/或通过使所述复合体微粒以规定的旋转轴为中心旋转而产生的离心力。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的分离回收方法，其中，所述流体的线流速v和所述陶瓷微粒状支承基材的真密度p之比v/p为1以上，所述流体的线流速v的单位为m/s，所述陶瓷微粒状支承基材的真密度p的单位为g/cm3。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的分离回收方法，其中，所述陶瓷微粒状支承基材的真密度和所述纤维状碳纳米结构体的真密度之比、即陶瓷微粒状支承基材的真密度/纤维状碳纳米结构体的真密度为2以上。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的分离回收方法，其中，所述陶瓷微粒状支承基材的堆积密度和所述纤维状碳纳米结构体的堆积密度之比、即陶瓷微粒状支承基材的堆积密度/纤维状碳纳米结构体的堆积密度为10以上。
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