JP2018171561A - Agitating and dissolving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、攪拌溶解装置に関する。さらに詳しくは、銅やニッケルを含む鉱石や硫化物等を塩化物水溶液によって溶解する際に使用される攪拌溶解装置に関する。 The present invention relates to a stirring and dissolving apparatus. More specifically, the present invention relates to an agitation and dissolution apparatus used when ores, sulfides, and the like containing copper and nickel are dissolved with an aqueous chloride solution.
ニッケルやコバルトなどを製錬する方法として、塩素浸出電解採取法がある（特許文献１参照）。この方法によってニッケルを製錬する場合、以下の手順で行われる。 As a method for smelting nickel or cobalt, there is a chlorine leaching electrowinning method (see Patent Document 1). When nickel is smelted by this method, the following procedure is performed.
まず、ニッケル硫化物を主成分とするニッケルマットを粉砕した後、これを塩化物溶液に分散（溶解）させてその中に塩素ガスを吹き込む。すると、ニッケルを含む有価金属が塩化物溶液中に浸出され、ニッケルを含むニッケル浸出液が生成される（塩素浸出）。このニッケル浸出液からコバルト、鉄などの不純物元素を除去すると、塩化ニッケル溶液が生成される。そして、塩化ニッケル溶液を電解採取することによって、電気ニッケルが生産される。 First, a nickel mat containing nickel sulfide as a main component is pulverized, then dispersed (dissolved) in a chloride solution, and chlorine gas is blown into it. Then, the valuable metal containing nickel is leached into the chloride solution, and a nickel leaching solution containing nickel is generated (chlorine leaching). When impurity elements such as cobalt and iron are removed from the nickel leaching solution, a nickel chloride solution is generated. Electro nickel is produced by electrolytically collecting the nickel chloride solution.
かかる塩素浸出電解採取法において、ニッケルマットを塩化物溶液に分散（溶解）させる工程では、塩化物溶液が収容された溶解槽内にニッケルマットを供給して、溶解槽内に設けられた攪拌翼によって塩化物溶液を攪拌しながらニッケルマットの溶解が実施される。 In the chlorine leaching electrowinning method, in the step of dispersing (dissolving) the nickel mat in the chloride solution, the nickel mat is supplied into the dissolution tank containing the chloride solution, and the stirring blade provided in the dissolution tank The nickel matte is dissolved with stirring the chloride solution.
しかるに、溶解槽に供給されるニッケルマットの成分の変化やニッケルを含む有価金属と塩素などの反応や微粒子の分散等に起因して、溶解槽内の塩化物溶液の粘性が変化する。粘性の変化によって塩化物溶液の流動速度が遅くなった領域が形成されると、溶解槽内の循環流を適切に形成できなくなり、塩化物溶液が十分に攪拌されなくなる。すると、攪拌が不十分な領域、つまり、塩化物溶液の流動速度が遅くなった領域では、塩化物溶液が未溶解物やいわゆる「だま」等の固形物を含む不均質なスラリー状となってしまう場合がある。かかる不均質なスラリー状の塩化物溶液が発生すると、スラリー中の固形物濃度の高い部分が溶解槽内に堆積したり付着したりする場合がある。かかる堆積物や付着物が発生すると、溶解槽の実質容積が小さくなることや、適切な循環流が形成できなくなることによって、ニッケルマットの処理効率が低下してしまうため、堆積物等を定期的に除去することが必要になる。堆積物等の除去には設備の停止が必要になるため、堆積物の除去作業を頻繁に実施しなければならなくなると、ニッケルなどの生産性が低下してしまうという問題が生じる。 However, the viscosity of the chloride solution in the dissolution tank changes due to a change in the components of the nickel mat supplied to the dissolution tank, a reaction between valuable metals including nickel and chlorine, dispersion of fine particles, and the like. If a region in which the flow rate of the chloride solution is slowed due to the change in viscosity is formed, the circulation flow in the dissolution tank cannot be properly formed, and the chloride solution is not sufficiently stirred. Then, in the region where stirring is insufficient, that is, in the region where the flow rate of the chloride solution is slow, the chloride solution becomes an inhomogeneous slurry containing undissolved substances and so-called “dama” solids. May end up. When such a heterogeneous slurry-like chloride solution is generated, a portion having a high solid concentration in the slurry may be deposited or adhered in the dissolution tank. If such deposits and deposits are generated, the processing capacity of the nickel mat will be reduced by reducing the actual volume of the dissolution tank and making it impossible to form an appropriate circulating flow. It will be necessary to remove it. Since it is necessary to stop the facility for removing deposits and the like, if it is necessary to frequently perform the deposit removal operation, there arises a problem that productivity of nickel and the like is lowered.
溶解槽内の循環流を適切に形成し塩化物溶液中に速度の低い領域が形成されることを防ぐ方法として、攪拌翼の周囲にドラフトチューブと呼ばれる円筒状のチューブを設ける方法がある（特許文献２）。 There is a method of providing a cylindrical tube called a draft tube around the stirring blade as a method for preventing the formation of a low-speed region in the chloride solution by appropriately forming a circulating flow in the dissolution tank (patented) Reference 2).
特許文献２の技術では、攪拌翼の直径をｄとし、溶解槽の内径をＤ、円筒の内径をＤ２とすると、攪拌翼の直径ｄと円筒の内径Ｄ２の比Ｄ２／ｄとして１．１〜１．５、攪拌翼の直径ｄと溶解槽の内径Ｄの比ｄ／Ｄとして０．２〜０．３を推奨している。つまり、円筒の内径Ｄ２と溶解槽の内径Ｄの比Ｄ２／Ｄを０．３３〜０．４５とすれば反応が良好になる旨が記載されている。 In the technique of Patent Document 2, assuming that the diameter of the stirring blade is d, the inner diameter of the dissolution tank is D, and the inner diameter of the cylinder is D2, the ratio D2 / d between the diameter d of the stirring blade and the inner diameter D2 of the cylinder is 1.1˜ It is recommended that the ratio d / D of 1.5, the diameter d of the stirring blade and the inner diameter D of the dissolution tank is 0.2 to 0.3. That is, it is described that the reaction becomes better if the ratio D2 / D of the inner diameter D2 of the cylinder and the inner diameter D of the dissolution tank is 0.33 to 0.45.
しかるに、上述した特許文献２において攪拌する液体は比較的スラリー濃度や粘性が低い液体である。ニッケル硫化物等を塩化物溶液に溶解した場合のように粘性が高い液体において、ドラフトチューブと溶解槽や攪拌翼との関係をどのような状態にすればよいかについては十分に把握されていない。 However, the liquid stirred in Patent Document 2 described above is a liquid having a relatively low slurry concentration and viscosity. It is not fully understood what the relationship between the draft tube, dissolution tank, and stirring blade should be in a highly viscous liquid such as when nickel sulfide is dissolved in a chloride solution. .
本発明は上記事情に鑑み、粘性の高い液体を攪拌しても、溶解槽内に良好な循環流を形成することができる攪拌溶解装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a stirring and dissolving apparatus capable of forming a good circulation flow in a dissolution tank even when a highly viscous liquid is stirred.
第１発明の攪拌溶解装置は、固形物を液体に溶解する装置であって、内部に断面円形の液体収容空間を有する溶解槽と、該溶解槽の液体収容空間内に配置された、回転軸と該回転軸の軸方向に沿って並ぶように設けられた複数の攪拌翼とを有する攪拌装置と、該攪拌装置の周囲を囲むように、前記溶解槽の内面との間に配置された円筒状の筒状体と、を備えており、該筒状体の内径Ｄ２と前記攪拌装置の攪拌翼の直径ｄの比Ｄ２／ｄが、２．０以上であることを特徴とする。
第２発明の攪拌溶解装置は、第１発明において、前記溶解槽の内径Ｄと前記筒状体の内径Ｄ２の比Ｄ２／Ｄが０．５以上であることを特徴とする。
第３発明の攪拌溶解装置は、第１または第２発明において、前記攪拌装置は、最下段に位置する攪拌翼が前記筒状体の下端よりも突出するように設けられており、前記溶解槽の底面から前記筒状体の上端までの高さＨ２と前記溶解槽の高さＨの比Ｈ２／Ｈが０．７以上０．９以下であることを特徴とする。
第４発明の攪拌溶解装置は、第１、第２または第３発明において、前記攪拌装置を前記回転軸の軸方向に沿って移動させる移動機構を備えていることを特徴とする。
The stirring and dissolving apparatus of the first invention is an apparatus for dissolving a solid substance in a liquid, and includes a dissolution tank having a liquid storage space having a circular cross section inside, and a rotating shaft disposed in the liquid storage space of the dissolution tank. And a stirring device having a plurality of stirring blades arranged so as to be aligned along the axial direction of the rotating shaft, and a cylinder disposed between the inner surface of the dissolution tank so as to surround the periphery of the stirring device And a ratio D2 / d between the inner diameter D2 of the cylindrical body and the diameter d of the stirring blade of the stirring device is 2.0 or more.
The stirring and dissolving apparatus of the second invention is characterized in that, in the first invention, a ratio D2 / D of the inner diameter D of the dissolution tank and the inner diameter D2 of the cylindrical body is 0.5 or more.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the stirring device is provided such that a stirring blade located at the lowest stage protrudes from a lower end of the cylindrical body, The ratio H2 / H of the height H2 from the bottom of the tube to the upper end of the cylindrical body and the height H of the dissolution tank is 0.7 or more and 0.9 or less.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the stirring and dissolving apparatus according to the first, second or third aspect, further comprising a moving mechanism for moving the stirring apparatus along the axial direction of the rotating shaft.
第１〜第３発明によれば、溶解槽内に良好な循環流を形成することができるので、固形物の溶解状態を適切な状態にすることができる。このため、溶解槽内に固形物が堆積したり付着したりすることを防止できるので、溶解槽のメンテナンスを少なくすることができる。すると、溶解槽をメンテナンスする頻度を少なくできるので、メンテナンスのために設備を停止する必要が無くなるので、製品の生産性の低下を防止することができる。
第４発明によれば、攪拌装置を回転軸の軸方向に移動させると、溶解槽内における液体の流れを変化させることができるので、液体中の成分等が変化して溶解槽内の液体の状態が変化した場合でも、溶解槽内の液体の流れを適切な状態に調整することができる。
According to the 1st-3rd invention, since a favorable circulation flow can be formed in a dissolution tank, the dissolution state of a solid substance can be made into an appropriate state. For this reason, since it can prevent that a solid substance accumulates or adheres in a dissolution tank, the maintenance of a dissolution tank can be decreased. Then, since the frequency which maintains a dissolution tank can be decreased, it becomes unnecessary to stop an installation for a maintenance, Therefore The fall of product productivity can be prevented.
According to the fourth invention, when the stirring device is moved in the axial direction of the rotating shaft, the flow of the liquid in the dissolution tank can be changed, so that the components in the liquid change and the liquid in the dissolution tank changes. Even when the state changes, the flow of the liquid in the dissolution tank can be adjusted to an appropriate state.
本発明の攪拌溶解装置は、固形物を液体に溶解する装置であって、固形物が溶解した液体の粘性が大きくても液体の流れを適切な状態にすることができるようにしたことに特徴を有している。 The stirring and dissolving apparatus of the present invention is an apparatus for dissolving a solid substance in a liquid, and is characterized in that the flow of the liquid can be brought into an appropriate state even if the viscosity of the liquid in which the solid substance is dissolved is large. have.
本発明の攪拌溶解装置が使用される設備や、溶解する固形物、固形物を溶かす液体はとくに限定されない。本発明の攪拌溶解装置は、例えば、塩素浸出電解採取法によってニッケルを製造する設備において、銅やニッケルを含む鉱石やニッケルマットなどの硫化物等を塩化物水溶液によって溶解する装置に使用することができる。
また、水等の液体にニッケル（Ｎｉ）やコバルト（Ｃｏ）を含む混合硫化物原料を溶解する装置として、本発明の攪拌溶解装置を使用することができる。
そして、本発明の攪拌溶解装置は、固形物を溶かした状態での粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上となった液体であっても、攪拌によってその液体中に効果的に循環流を発生させることができる。
The equipment in which the stirring and dissolving apparatus of the present invention is used, the solid matter to be dissolved, and the liquid for dissolving the solid matter are not particularly limited. The stirring and dissolving apparatus of the present invention can be used, for example, in an apparatus for producing nickel by a chlorine leaching electrowinning method, in an apparatus for dissolving sulfides such as ores containing copper and nickel and nickel matte with an aqueous chloride solution. it can.
Moreover, the stirring and dissolving apparatus of the present invention can be used as an apparatus for dissolving a mixed sulfide raw material containing nickel (Ni) or cobalt (Co) in a liquid such as water.
The stirring and dissolving apparatus of the present invention effectively generates a circulating flow in the liquid by stirring even if the viscosity is 0.1 Pa · s or more in a state where the solid is dissolved. Can do.
以下の説明では、鉱石や硫化物等（以下鉱石等という）を塩化物水溶液に溶解する場合を代表として説明する。
また、本明細書において、液体には、固形分を含むスラリー状の流体も含まれている。
In the following description, a case where ore, sulfide or the like (hereinafter referred to as ore or the like) is dissolved in an aqueous chloride solution will be described as a representative.
In the present specification, the liquid includes a slurry-like fluid containing a solid content.
（本実施形態の攪拌溶解装置１）
図１および図２に示すように、本実施形態の攪拌溶解装置１は、塩化物水溶液Ｓが収容される溶解槽２と、溶解槽２内に配置され塩化物水溶液Ｓを攪拌する攪拌装置１０と、攪拌装置１０と溶解槽２の内面との間に攪拌装置１０を囲むように設けられた円筒状の筒状体５と、を備えている。なお、筒状体５は、その外面と溶解槽２の内面との間、および、その下端と溶解槽２の底面との間に、隙間が形成されるように配設されている。
(Stirring and dissolving apparatus 1 of this embodiment)
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the stirring and dissolving apparatus 1 of the present embodiment includes a dissolving tank 2 in which a chloride aqueous solution S is accommodated, and a stirring apparatus 10 that is disposed in the dissolving tank 2 and stirs the chloride aqueous solution S. And a cylindrical tubular body 5 provided so as to surround the stirring device 10 between the stirring device 10 and the inner surface of the dissolution tank 2. In addition, the cylindrical body 5 is arrange | positioned so that a clearance gap may be formed between the outer surface and the inner surface of the dissolution tank 2, and between the lower end and the bottom face of the dissolution tank 2.
攪拌装置１０は、溶解槽２内の塩化物水溶液Ｓに溶解槽２の中央部から溶解槽２内面に向かって斜め下方に流れる循環流が形成されるように、攪拌翼１２が設けられている。つまり、攪拌装置１０の回転軸１１が回転すると、塩化物水溶液Ｓは、溶解槽２の底部では溶解槽２の中央部から内面に向かって流れ、溶解槽２の内面では溶解槽２の底面から液面に向かって流れ、液面では溶解槽２の内面から溶解槽２の中央部に向かって流れ、溶解槽２の中央部では液面から溶解槽２の底面に向かって流れる循環流が形成されるように攪拌装置１０が構成されている（塩化物水溶液Ｓの流れは図１の矢印参照）。 The stirring device 10 is provided with stirring blades 12 so that a circulating flow that flows obliquely downward from the central portion of the dissolution tank 2 toward the inner surface of the dissolution tank 2 is formed in the chloride aqueous solution S in the dissolution tank 2. . That is, when the rotating shaft 11 of the stirring device 10 rotates, the aqueous chloride solution S flows from the center of the dissolution tank 2 toward the inner surface at the bottom of the dissolution tank 2, and from the bottom of the dissolution tank 2 on the inner surface of the dissolution tank 2. Flowing toward the liquid surface, flowing on the liquid surface from the inner surface of the dissolution tank 2 toward the central portion of the dissolution tank 2, and forming a circulating flow at the central portion of the dissolution tank 2 flowing from the liquid surface toward the bottom surface of the dissolution tank 2. Thus, the stirring device 10 is configured (refer to the arrows in FIG. 1 for the flow of the aqueous chloride solution S).
したがって、本実施形態の攪拌溶解装置１において溶解槽２内に塩化物水溶液Ｓを収容して攪拌装置１０を作動すれば、上述したような循環流を溶解槽２内の塩化物水溶液Ｓに形成することができる。しかも、溶解槽２の内面では溶解槽２の底面から液面に向かって塩化物水溶液Ｓが流れるが、このとき塩化物水溶液Ｓは筒状体５の外面と溶解槽２の内面との間の空間を通って液面まで移動する。すると、塩化物水溶液Ｓが液面まで移動する間に塩化物水溶液Ｓの速度が低下することを抑制できる。つまり、ある程度以上の流速を維持した循環流を溶解槽２内の塩化物水溶液Ｓに形成できるから、塩化物水溶液Ｓに鉱石等を供給して溶解した際に、鉱石等が十分に溶解せずに溶解槽２内に堆積したり付着したりすることを防止できる。すると、溶解槽２をメンテナンスする頻度を少なくできるので、メンテナンスのために設備を停止する必要が無くなり、製品の生産性の低下を防止することができる。 Therefore, when the aqueous chloride solution S is accommodated in the dissolution tank 2 and the stirring apparatus 10 is operated in the stirring / dissolving apparatus 1 of the present embodiment, a circulating flow as described above is formed in the aqueous chloride solution S in the dissolution tank 2. can do. Moreover, the aqueous chloride solution S flows from the bottom surface of the dissolution tank 2 toward the liquid surface on the inner surface of the dissolution tank 2. At this time, the aqueous chloride solution S is between the outer surface of the cylindrical body 5 and the inner surface of the dissolution tank 2. It moves to the liquid level through the space. Then, it can suppress that the speed | rate of the chloride aqueous solution S falls, while the chloride aqueous solution S moves to a liquid level. That is, since a circulating flow maintaining a flow rate of a certain level or more can be formed in the chloride aqueous solution S in the dissolution tank 2, when the ore is supplied and dissolved in the chloride aqueous solution S, the ore is not sufficiently dissolved. It is possible to prevent deposition or adhesion in the dissolution tank 2. Then, since the frequency which maintains the dissolution tank 2 can be decreased, it becomes unnecessary to stop an installation for a maintenance and the fall of product productivity can be prevented.
（筒状体５の内径と攪拌翼１２ａの直径の関係）
とくに、筒状体５の内径をＤ２とし（図２参照）、攪拌装置１０において最下段に位置する攪拌翼１２ａの直径をｄとすると、両者の比であるＤ２／ｄが、２．０以上、好ましくはＤ２／ｄが２．０以上３．４以下となるようになっていることが望ましい。Ｄ２／ｄが２．０よりも小さいと溶解槽２内に堆積あるいは付着した固形物の影響で撹拌モーターの負荷が過大となるなどの問題が生じる。一方、Ｄ２／ｄが３．４より大きくなると、上下の攪拌翼１２によって連続した流れ場を形成しにくくなる。すると、溶解槽２内において撹拌が不十分な領域が広がる（たとえば溶解槽２の上半分における流体の流速が０．２ｍ／ｓｅｃ以下になるなど）という問題が生じる。
(Relationship between the inner diameter of the cylindrical body 5 and the diameter of the stirring blade 12a)
In particular, when the inner diameter of the cylindrical body 5 is D2 (see FIG. 2) and the diameter of the stirring blade 12a located at the lowest stage in the stirring device 10 is d, the ratio D2 / d of the both is 2.0 or more. Preferably, D2 / d is 2.0 or more and 3.4 or less. When D2 / d is smaller than 2.0, there arises a problem that the load of the stirring motor becomes excessive due to the influence of solid matter deposited or adhered in the dissolution tank 2. On the other hand, when D2 / d is larger than 3.4, it becomes difficult to form a continuous flow field by the upper and lower stirring blades 12. Then, there arises a problem that a region where stirring is insufficient in the dissolution tank 2 spreads (for example, the flow rate of the fluid in the upper half of the dissolution tank 2 is 0.2 m / sec or less).
（溶解槽２の内径と筒状体５の内径の関係）
さらに溶解槽２の内径をＤとすれば（図２参照）、筒状体の内径Ｄ２との比であるＤ２／Ｄが０．５以上、好ましくはＤ２／Ｄが０．５以上０．７以下となるようになっていることが望ましい。Ｄ２／Ｄが０．５よりも小さいと筒状体５の外側に形成される流れの速度が低下し、溶解槽２で大きな循環流を実現するのに必要な流速を得ることが難しくなるなどの問題が生じる。一方、Ｄ２／Ｄが０．７より大きくなると筒状体５の外側の断面積が小さくなるため、圧力損失が増えて、この場合も筒状体５の外側に形成される流れの速度が低下し溶解槽２内での循環流を実現するのに必要な流速が得ることが難しくなるなどの問題が生じる。
(Relationship between inner diameter of dissolution tank 2 and inner diameter of cylindrical body 5)
Furthermore, if the inner diameter of the dissolution tank 2 is D (see FIG. 2), D2 / D, which is a ratio to the inner diameter D2 of the cylindrical body, is 0.5 or more, preferably D2 / D is 0.5 or more and 0.7. It is desirable to be as follows. If D2 / D is smaller than 0.5, the speed of the flow formed outside the cylindrical body 5 is reduced, and it becomes difficult to obtain a flow rate necessary for realizing a large circulation flow in the dissolution tank 2. Problem arises. On the other hand, when D2 / D is larger than 0.7, the cross-sectional area outside the cylindrical body 5 is reduced, so that the pressure loss increases. In this case, the flow speed formed outside the cylindrical body 5 is also reduced. However, there arises a problem that it becomes difficult to obtain a flow rate necessary for realizing the circulating flow in the dissolution tank 2.
（攪拌翼１２ａと筒状体５の下端の位置の関係）
なお、攪拌装置１０は、その最下段に位置する攪拌翼１２ａが筒状体５の下端よりも突出するように設けられていることが望ましい。具体的には、攪拌翼１２ａの中心線ｃ（図１参照）の位置が筒状体５の下端よりも下方に位置していることが望ましい。攪拌翼１２ａと筒状体５の下端の相対的な配置が上記のようになって入れば、溶解槽２の底外周部において流体の流速が遅くならず、固形物などが堆積しにくくなるなどの点で好ましい。なお、最下段に位置する攪拌翼１２ａは、全体が筒状体５の下端より下方に配置されてもよいが、少なくとも攪拌翼１２ａの上端部が筒状体５の下端よりも上方に位置していることが望ましい。
(Relationship between position of stirring blade 12a and lower end of cylindrical body 5)
In addition, it is desirable that the stirring device 10 is provided so that the stirring blade 12 a located at the lowermost stage protrudes from the lower end of the cylindrical body 5. Specifically, it is desirable that the position of the center line c (see FIG. 1) of the stirring blade 12 a is located below the lower end of the cylindrical body 5. If the relative arrangement of the lower end of the stirring blade 12a and the cylindrical body 5 is as described above, the flow rate of the fluid does not become slow at the bottom outer peripheral portion of the dissolution tank 2, so that it is difficult for solids to accumulate. This is preferable. The stirring blade 12a positioned at the lowermost stage may be entirely disposed below the lower end of the cylindrical body 5, but at least the upper end portion of the stirring blade 12a is positioned above the lower end of the cylindrical body 5. It is desirable that
とくに、溶解槽２の高さ方向（図１では上下方向）において、最下段に位置する攪拌翼１２ａと筒状体５の下端との相対的な位置を変更できるようになっていることが望ましい。具体的には、攪拌装置１０を、その回転軸１１の軸方向に移動させることができるようになっていることが望ましい。この場合、攪拌装置１０を移動させることによって、溶解槽２内における塩化物水溶液Ｓの流れを変化させることができる。すると、塩化物水溶液Ｓ中の成分等が変化して溶解槽２内の塩化物水溶液Ｓの状態が変化した場合でも、溶解槽２内の塩化物水溶液Ｓの流れを適切な状態に調整することができるので、鉱石等の溶解状態を適切な状態にすることができる。 In particular, it is desirable to be able to change the relative position between the lowermost stirring blade 12a and the lower end of the cylindrical body 5 in the height direction of the dissolution tank 2 (vertical direction in FIG. 1). . Specifically, it is desirable that the stirring device 10 can be moved in the axial direction of the rotary shaft 11. In this case, the flow of the aqueous chloride solution S in the dissolution tank 2 can be changed by moving the stirring device 10. Then, even when the components in the chloride aqueous solution S change and the state of the chloride aqueous solution S in the dissolution tank 2 changes, the flow of the chloride aqueous solution S in the dissolution tank 2 is adjusted to an appropriate state. Therefore, the dissolved state of ore and the like can be brought into an appropriate state.
（溶解槽２の高さと筒状体５の高さの位置の関係）
また、筒状体５は、攪拌槽２の底から筒状体５の上端までの高さをＨ２とし、溶解槽２の高さをＨとすると、両者の比であるＨ２／Ｈが０．７以上０．９以下、好ましくは、Ｈ２／Ｈが０．７以上０．８以下となるようになっていることが望ましい。Ｈ２／Ｈが０．７よりも小さいと液面付近の流速が遅くなるなどの問題が生じる。一方、Ｈ２／Ｈが０．９より大きくなると筒状体の内外を繋ぐ流路の狭い部分が長くなり、圧力損失が大きくなるため、撹拌が不十分な（流速の遅い）領域が広くなるなどの問題が生じる。
(Relationship between the height of the dissolution tank 2 and the height of the cylindrical body 5)
In addition, when the height from the bottom of the stirring tank 2 to the upper end of the cylindrical body 5 is H2, and the height of the dissolution tank 2 is H, the cylindrical body 5 has a ratio H2 / H of 0. It is 7 to 0.9, preferably H2 / H is 0.7 to 0.8. When H2 / H is smaller than 0.7, problems such as a slow flow rate near the liquid level occur. On the other hand, when H2 / H is larger than 0.9, the narrow portion of the flow path connecting the inside and outside of the cylindrical body becomes long and the pressure loss increases, so that the region where stirring is insufficient (low flow rate) becomes wide. Problem arises.
（筒状体５の下端の位置）
また、攪拌槽２の底から筒状体５の下端までの高さＨ１は、上記した関係（攪拌翼１２ａと筒状体５の下端の位置の関係）を満たしておれば、特段の問題は生じない。
(Position of the lower end of the cylindrical body 5)
Further, if the height H1 from the bottom of the stirring vessel 2 to the lower end of the cylindrical body 5 satisfies the above-described relationship (relationship between the stirring blade 12a and the lower end position of the cylindrical body 5), the particular problem is Does not occur.
以下、上記機能を有する本実施形態の攪拌溶解装置１の各構成について図１に基づいて説明する。 Hereafter, each structure of the stirring dissolution apparatus 1 of this embodiment which has the said function is demonstrated based on FIG.
（溶解槽２）
図１に示すように、溶解槽２は、上部に開口を有する中空な有底筒状の部材である。この溶解槽２は、内部に塩化物水溶液Ｓを収容する断面円形の液体収容空間２ｈを有している。
(Dissolution tank 2)
As shown in FIG. 1, the dissolution tank 2 is a hollow bottomed cylindrical member having an opening at the top. The dissolution tank 2 has a liquid storage space 2h having a circular cross section for storing the aqueous chloride solution S therein.
この溶解槽２は、上部に天板２ａが設けられており、この天板２ａによって上部の開口が塞がれている。この天板２ａには、塩化物水溶液Ｓに溶解させる鉱石等を液体収容空間２ｈに供給する供給部２ｂが設けられている。また、溶解槽２には、図示しないが鉱石等が溶解した粘性の高い塩化物水溶液Ｓを次工程に排出する排出部も設けられている。 The dissolution tank 2 is provided with a top plate 2a at the top, and the top opening is closed by the top plate 2a. The top plate 2a is provided with a supply unit 2b for supplying ore or the like dissolved in the chloride aqueous solution S to the liquid storage space 2h. The dissolution tank 2 is also provided with a discharge unit (not shown) that discharges a highly viscous chloride aqueous solution S in which ore and the like are dissolved to the next step.
（攪拌装置１０）
図１に示すように、溶解槽２内のほぼ中央部には、攪拌装置１０が設けられている。この攪拌装置１０は、鉱石等の溶解が効果的に進行するように、塩化物水溶液Ｓ中に循環流を形成して、溶解槽２内の塩化物水溶液Ｓを攪拌するものである。
(Agitator 10)
As shown in FIG. 1, a stirring device 10 is provided at a substantially central portion in the dissolution tank 2. The stirring device 10 forms a circulating flow in the aqueous chloride solution S so that the dissolution of ore and the like proceeds effectively, and the aqueous chloride solution S in the dissolution tank 2 is stirred.
この攪拌装置１０は、溶解槽２の中心軸とほぼ同軸となるように配置された回転軸１１を備えている。この回転軸１１の一端（図２では上端）は天板２ａから外方に突出しており、モータ等の駆動源１４に連結されている。また、回転軸１１には、その軸方向に沿って複数段（図１では３段）の攪拌翼１２（図１では攪拌翼１２ａ〜１２ｃ）が設けられている。 The stirring device 10 includes a rotating shaft 11 disposed so as to be substantially coaxial with the central axis of the dissolution tank 2. One end (the upper end in FIG. 2) of the rotating shaft 11 protrudes outward from the top plate 2a and is connected to a drive source 14 such as a motor. Further, the rotating shaft 11 is provided with a plurality of stages (three stages in FIG. 1) of stirring blades 12 (stirring blades 12a to 12c in FIG. 1) along the axial direction thereof.
攪拌翼１２ａ〜１２ｃのうち、最下段に位置する攪拌翼１２ａには、回転軸１１が回転すると回転軸１１の回転方向の流れを発生させるものが設けられている。例えば、攪拌翼１２ａとして、せん断性能の高いピッチドタービンやディスクタービンを使用することができる。 Among the stirring blades 12a to 12c, the stirring blade 12a located at the lowermost stage is provided with one that generates a flow in the rotation direction of the rotating shaft 11 when the rotating shaft 11 rotates. For example, a pitched turbine or a disk turbine having high shear performance can be used as the stirring blade 12a.
攪拌翼１２ａ〜１２ｃのうち、最下段に位置する攪拌翼１２ａ以外（つまり、攪拌翼１２ｂ，１２ｃ）には、回転軸１１が回転すると回転軸１１の軸方向の流れであって、溶解槽２の底面に向かう流れを発生させるものが設けられている。例えば、攪拌翼１２ｂ，１２ｃとして、流体を回転軸１１の軸方向に運ぶ性能が高いプロペラやピッチドパドルを採用することができる。 Among the stirring blades 12a to 12c, the stirring blades 12a other than the lowest stirring blade 12a (that is, the stirring blades 12b and 12c) flow in the axial direction of the rotating shaft 11 when the rotating shaft 11 rotates. The thing which generates the flow which goes to the bottom face of is provided. For example, as the stirring blades 12b and 12c, propellers and pitched paddles having high performance for transporting fluid in the axial direction of the rotary shaft 11 can be used.
上記のような攪拌翼１２ａ〜１２ｃを回転軸１１に設ければ、溶解槽２内の塩化物水溶液Ｓには、回転軸１１が回転すると回転軸１１の軸方向と非平行の流れが生じる。より詳しくいえば、攪拌翼１２ａと溶解槽２の底面との間には、回転軸１１から離れながら溶解槽２の底面に向かうような流れが発生する。言い換えれば、回転軸１１が回転すると、攪拌翼１２ａ〜１２ｃによって、攪拌翼１２ａから外方かつ斜め下方に向かう流れを発生させることができる（図１の矢印参照）。 If the stirring blades 12 a to 12 c as described above are provided on the rotating shaft 11, a flow non-parallel to the axial direction of the rotating shaft 11 occurs in the chloride aqueous solution S in the dissolution tank 2 when the rotating shaft 11 rotates. More specifically, a flow is generated between the stirring blade 12 a and the bottom surface of the dissolution tank 2 so as to be away from the rotating shaft 11 and toward the bottom surface of the dissolution tank 2. In other words, when the rotating shaft 11 rotates, the stirring blades 12a to 12c can generate a flow outward and obliquely downward from the stirring blade 12a (see the arrow in FIG. 1).
なお、図１では、攪拌装置１０の回転軸１１に３段の攪拌翼１２ａ〜１２ｃが設けられている場合を記載しているが、回転軸１１に設ける攪拌翼１２の段数はとくに限定されない。例えば、１段や２段でもよいし４段以上でもよい。攪拌翼１２の段数は、溶解槽２内全体で塩化物水溶液Ｓに所定の流れが形成されるように決定すればよい。一般的には、溶解槽２の高さＨと直径Ｄの比（Ｈ／Ｄ）が大きくなるほど段数を増すほうがよい。 Although FIG. 1 shows the case where the rotating shaft 11 of the stirring device 10 is provided with three stages of stirring blades 12a to 12c, the number of stages of the stirring blades 12 provided on the rotating shaft 11 is not particularly limited. For example, it may be 1 stage, 2 stages, or 4 stages or more. The number of stages of the stirring blades 12 may be determined so that a predetermined flow is formed in the aqueous chloride solution S in the entire dissolution tank 2. Generally, it is better to increase the number of stages as the ratio of the height H to the diameter D (H / D) of the dissolution tank 2 increases.
また、攪拌翼１２ａ〜１２ｃの直径は全て同じでもよいが、異なっていてもよい。異なっている場合には、最下段の攪拌翼１２ａの直径よりも攪拌翼１２ｂ，１２ｃの直径が小さくなっていることが望ましい。 Further, the diameters of the stirring blades 12a to 12c may all be the same, but may be different. If they are different, it is desirable that the diameters of the stirring blades 12b and 12c are smaller than the diameter of the lowermost stirring blade 12a.
（筒状体５）
図１に示すように、溶解槽２には、攪拌装置１０を囲むように筒状体５が設けられている。この筒状体５は、溶解槽２の中心軸および攪拌装置１０の回転軸１１とほぼ同軸となるように設けられている。
(Cylindrical body 5)
As shown in FIG. 1, the dissolution vessel 2 is provided with a cylindrical body 5 so as to surround the stirring device 10. The cylindrical body 5 is provided so as to be substantially coaxial with the central axis of the dissolution tank 2 and the rotating shaft 11 of the stirring device 10.
この筒状体５は、その外径が溶解槽２の内径Ｄよりも小さく形成されている。つまり、筒状体５は、その外面と溶解槽２の内面との間に隙間、具体的には塩化物水溶液Ｓが流動できる隙間が形成される大きさを有している。 The cylindrical body 5 has an outer diameter smaller than the inner diameter D of the dissolution tank 2. That is, the cylindrical body 5 has such a size that a gap, specifically a gap through which the chloride aqueous solution S can flow, is formed between the outer surface thereof and the inner surface of the dissolution tank 2.
また、筒状体５は、複数の攪拌翼１２のうち最も径が大きい攪拌翼１２よりも内径Ｄ２が大きくなるように形成されている。つまり、筒状体５内において、攪拌翼１２ａが自由に回転できる大きさに形成されている。例えば、複数の攪拌翼１２のうち、最下段に位置する攪拌翼１２ａの直径ｄが最も大きい場合には、筒状体５は、その内径Ｄ２が攪拌翼１２ａの直径ｄよりも大きくなるように形成されている。 The cylindrical body 5 is formed so that the inner diameter D2 is larger than the stirring blade 12 having the largest diameter among the plurality of stirring blades 12. That is, in the cylindrical body 5, the stirring blade 12a is formed in a size that can freely rotate. For example, when the diameter d of the lowermost stirring blade 12a among the plurality of stirring blades 12 is the largest, the cylindrical body 5 has an inner diameter D2 larger than the diameter d of the stirring blade 12a. Is formed.
さらに、筒状体５は、溶解槽２に塩化物水溶液Ｓを所定の高さまで入れると、その全体が塩化物水溶液Ｓに浸漬される大きさに形成されている。しかも、筒状体５は、その全体が塩化物水溶液Ｓに浸漬された状態で、その下端と溶解槽２の底との間に隙間が形成され、かつ、その上端が液面からある程度沈んだ状態となるように形成されている。言い換えれば、筒状体５は、その下端と溶解槽２の底との間およびその上端と液面との間を介して、筒状体５の内部の空間と外部（つまり筒状体５の外面と溶解槽２の内面との間の空間）との間を塩化物水溶液Ｓが流動できるように設けられている。 Further, the cylindrical body 5 is formed in such a size that the entire aqueous solution S is immersed in the aqueous chloride solution S when the aqueous chloride solution S is put into the dissolution tank 2 to a predetermined height. In addition, the cylindrical body 5 is immersed in the aqueous chloride solution S, and a gap is formed between the lower end of the cylindrical body 5 and the bottom of the dissolution tank 2, and the upper end of the cylindrical body 5 sinks to some extent from the liquid surface. It is formed to be in a state. In other words, the cylindrical body 5 has a space between the inside of the cylindrical body 5 and the outside (that is, the cylindrical body 5) between the lower end and the bottom of the dissolution tank 2 and between the upper end and the liquid level. It is provided so that the chloride aqueous solution S can flow between the outer surface and the space between the outer surface and the inner surface of the dissolution tank 2.
（攪拌装置１０の移動）
攪拌装置１０は、天板２ａに固定されて回転軸１１の軸方向に沿って移動できなくてもよいが、上述したように、回転軸１１の軸方向に移動できるようになっていてもよい。
(Movement of stirring device 10)
The stirring device 10 may be fixed to the top plate 2a and not movable along the axial direction of the rotary shaft 11, but may be movable in the axial direction of the rotary shaft 11 as described above. .
例えば、攪拌装置１０は、天板２ａとは別に後述するような移動機構１５によって移動されるようになっていてもよい。つまり、攪拌装置１０は、天板２ａに対して移動できるように設けられていてもよい。この場合には、回転軸１１は、天板２ａに対して回転可能かつ軸方向にも移動可能に取り付けられる。 For example, the stirring device 10 may be moved by a moving mechanism 15 described later separately from the top plate 2a. That is, the stirring apparatus 10 may be provided so that it can move with respect to the top plate 2a. In this case, the rotating shaft 11 is attached to the top plate 2a so as to be rotatable and movable in the axial direction.
また、攪拌装置１０は、天板２ａとともに移動機構１５によって移動されるようになっていてもよい。この場合には、回転軸１１は、天板２ａに対して回転可能であるが軸方向には移動しないように取り付けられる。 Moreover, the stirring apparatus 10 may be moved by the moving mechanism 15 together with the top plate 2a. In this case, the rotating shaft 11 is attached so that it can rotate with respect to the top plate 2a but does not move in the axial direction.
このように攪拌装置１０を回転軸１１の軸方向に移動させることができるようになっている場合には、攪拌翼１２ａ〜１２ｃが上述したような構成になっていることが望ましい。つまり、回転軸１１が回転すると、攪拌翼１２ａ〜１２ｃによって、攪拌翼１２ａから外方かつ斜め下方に向かう流れを発生させることができるようになっていることが望ましい。かかる流れを発生させる攪拌翼１２ａ〜１２ｃを採用すれば、攪拌装置１０を回転軸１１の軸方向に移動させた際に、溶解槽２内に発生する塩化物水溶液Ｓの流れを効果的に変化させることができる。 When the stirring device 10 can be moved in the axial direction of the rotating shaft 11 in this manner, the stirring blades 12a to 12c are preferably configured as described above. That is, when the rotating shaft 11 rotates, it is desirable that the stirring blades 12a to 12c can generate a flow that is outward and obliquely downward from the stirring blade 12a. If the stirring blades 12a to 12c for generating such a flow are employed, the flow of the aqueous chloride solution S generated in the dissolution tank 2 is effectively changed when the stirring device 10 is moved in the axial direction of the rotating shaft 11. Can be made.
（移動機構１５）
攪拌装置１０を回転軸１１の軸方向に移動させる移動機構１５はとくに限定されず、種々の機構を採用することができる。
(Movement mechanism 15)
The moving mechanism 15 that moves the stirring device 10 in the axial direction of the rotating shaft 11 is not particularly limited, and various mechanisms can be employed.
例えば、攪拌装置１０のみを回転軸１１の方向に沿って移動させる場合には、移動機構１５は、攪拌装置１０の駆動源１４に連結される保持ブラケット１６と、この保持ブラケット１６を天板２ａに対して移動可能に保持する移動部１７を設ける。そして、移動部１７には、その伸縮方向が回転軸１１と平行になるように天板２ａ上に設けられた油圧シリンダを採用する。すると、油圧シリンダのロッドの先端に保持ブラケット１６を固定しておけば、油圧シリンダのを伸縮させることによって攪拌装置１０のみを回転軸１１の方向に沿って移動（図１では昇降）させることができる。 For example, when only the stirring device 10 is moved along the direction of the rotation shaft 11, the moving mechanism 15 includes a holding bracket 16 connected to the drive source 14 of the stirring device 10 and the holding bracket 16 as the top plate 2a. Is provided with a moving portion 17 that is movable. The moving unit 17 employs a hydraulic cylinder provided on the top plate 2 a so that the extending and contracting direction thereof is parallel to the rotating shaft 11. Then, if the holding bracket 16 is fixed to the tip of the rod of the hydraulic cylinder, only the stirring device 10 can be moved along the direction of the rotating shaft 11 (up and down in FIG. 1) by expanding and contracting the hydraulic cylinder. it can.
なお、移動部１７は、保持ブラケット１６を介して攪拌装置１０の駆動源１４を昇降できるものであればよく、油圧シリンダに限定されない。エアシリンダでもよいし、モータなどを備えたジャッキなどでもよい。 In addition, the moving part 17 should just be what can raise / lower the drive source 14 of the stirring apparatus 10 via the holding | maintenance bracket 16, and is not limited to a hydraulic cylinder. An air cylinder or a jack equipped with a motor or the like may be used.
一方、天板２ａとともに攪拌装置１０を回転軸１１の方向に沿って移動させる場合には、天板２ａを昇降させる機構を移動機構とすればよい。例えば、天板２ａの周縁部に溶解槽２よりも外方に突出した板状部を設けて、この板状部と床等との間に、その伸縮方向が回転軸１１と平行になるように油圧シリンダを設ける。すると、油圧シリンダを伸縮させれば天板２ａ自体を溶解槽２に対して昇降させることができるので、攪拌装置１０を昇降させることができる。 On the other hand, when the stirring device 10 is moved along the direction of the rotating shaft 11 together with the top plate 2a, a mechanism for raising and lowering the top plate 2a may be used as a moving mechanism. For example, a plate-like portion protruding outward from the dissolution tank 2 is provided at the peripheral edge of the top plate 2a, and the expansion / contraction direction is parallel to the rotary shaft 11 between the plate-like portion and the floor. A hydraulic cylinder is installed in Then, if the hydraulic cylinder is expanded and contracted, the top plate 2a itself can be lifted and lowered with respect to the dissolution tank 2, so that the stirring device 10 can be lifted and lowered.
この場合も、移動部１７は、天板２ａ自体を昇降できるものであればよく、油圧シリンダに限定されず、エアシリンダでもよいし、モータなどを備えたジャッキなどでもよい。 Also in this case, the moving part 17 is not limited to a hydraulic cylinder as long as it can move up and down the top plate 2a itself, and may be an air cylinder or a jack provided with a motor or the like.
また、天板２ａ自体を溶解槽２に対して昇降させる場合には、天板２ａと溶解槽２の上端との間に蛇腹などを設けて、天板２ａが溶解槽２の上端から上方に移動しても溶解槽２内の空間を外部から隔離できるようにしておくことが望ましい。 Moreover, when raising and lowering the top plate 2a itself with respect to the dissolution tank 2, an accordion or the like is provided between the top plate 2a and the upper end of the dissolution tank 2, and the top plate 2a is moved upward from the upper end of the dissolution tank 2. It is desirable that the space in the dissolution tank 2 can be isolated from the outside even if it moves.
本発明の攪拌溶解装置において、筒状体を設けたことにより溶解槽内に生じる液体の流動状態の変化を確認した。 In the stirring and dissolving apparatus of the present invention, the change in the fluid state of the liquid generated in the dissolution tank was confirmed by providing the cylindrical body.
液体の流動状態は、攪拌槽と筒状体の高さを変化させて、溶解槽内に発生する液体の流動状態を数値シミュレーションによって確認した。 The flow state of the liquid was changed by changing the height of the stirring tank and the cylindrical body, and the flow state of the liquid generated in the dissolution tank was confirmed by numerical simulation.
使用したモデルは、図１のように溶解槽の中央に攪拌装置が設けられ、その周囲を囲むように筒状体が設けられたモデルである（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）。モデルのスペックは以下のとおりである。なお、攪拌翼は４段設けて全て同じ直径とした。
１）溶解槽
断面形状 ：断面円形
高さＨ：５．６ｍ
内径Ｄ：３．５ｍ
２）攪拌翼（上段１〜３）
翼型 ：プロペラ型（翼の傾きは外周部で３０度、内周部で４５度）
３）攪拌翼（下段）
翼型 ：ピッチドタービン型（翼の傾き４５度）
The model used is a model in which a stirring device is provided at the center of the dissolution tank as shown in FIG. 1 and a cylindrical body is provided so as to surround the periphery (see FIGS. 3A and 3B). The specs of the model are as follows. In addition, 4 stages of stirring blades were provided and all had the same diameter.
1) Dissolution tank Cross-sectional shape: Circular cross-section Height H: 5.6m
Inner diameter D: 3.5m
2) Stirring blade (upper stage 1-3)
Airfoil type: Propeller type (the inclination of the wing is 30 degrees at the outer periphery and 45 degrees at the inner periphery)
3) Stirring blade (lower)
Airfoil type: Pitched turbine type (wing inclination 45 degrees)
実施例１では、各部の比は以下のように設定した。
筒状体の内径Ｄ２と攪拌装置の攪拌翼の直径ｄの比Ｄ２／ｄ＝２．０
筒状体の内径Ｄ２と溶解槽の内径Ｄの比Ｄ２／Ｄ＝０．７０
溶解槽の高さＨと溶解槽の底から筒状体の上端までの距離Ｈ２の比Ｈ２／Ｈが０．７１
溶解槽の内径Ｄと攪拌装置の攪拌翼の直径ｄの比Ｄ／ｄ＝３．５
溶解槽の高さＨと溶解槽の内径Ｄの比Ｈ／Ｄ＝１．６
溶解槽の高さＨと筒状体の下端から溶解槽の底までの距離Ｈ１との比Ｈ１／Ｈ＝０．１８
In Example 1, the ratio of each part was set as follows.
Ratio D2 / d = 2.0 of the inner diameter D2 of the cylindrical body and the diameter d of the stirring blade of the stirring device
Ratio D2 / D = 0.70 of inner diameter D2 of cylindrical body and inner diameter D of dissolution tank
The ratio H2 / H of the height H of the dissolution tank and the distance H2 from the bottom of the dissolution tank to the upper end of the cylindrical body is 0.71.
Ratio D / d = 3.5 of inner diameter D of dissolution tank and diameter d of stirring blade of stirring device
Ratio H / D = 1.6 of height H of dissolution tank and inner diameter D of dissolution tank
Ratio H1 / H = 0.18 between the height H of the dissolution tank and the distance H1 from the lower end of the cylindrical body to the bottom of the dissolution tank
数値シミュレーションは、ＡＮＳＹＳ社製汎用流体解析ソフトＣＦＸを用いて行った。
計算では、液体を塩化物水溶液（粘性：０．０１Ｐａ・ｓ）とした。
攪拌装置の回転数は１６１ｒｐｍとした。
The numerical simulation was performed using general fluid analysis software CFX manufactured by ANSYS.
In the calculation, the liquid was an aqueous chloride solution (viscosity: 0.01 Pa · s).
The rotation speed of the stirring device was 161 rpm.
図３（Ｃ）に示すように、実施例１では、攪拌槽の上部でも流速が０．２ｍ／ｓｅｃ以下となる部分がないことが確認される。つまり、攪拌槽内に適切な循環流が形成され、攪拌槽全体でよどみなく撹絆されていることが確認される。 As shown in FIG. 3C, in Example 1, it is confirmed that there is no portion where the flow velocity is 0.2 m / sec or less even in the upper part of the stirring tank. That is, it is confirmed that an appropriate circulation flow is formed in the stirring tank and the entire stirring tank is stirred without stagnation.
実施例２〜４では、Ｈ２を変更した以外は、実施例１と同様とした。つまり、実施例２〜４では、Ｈ２／Ｈの値を、実施例２ではＨ２／Ｈ＝０．３６、実施例３ではＨ２／Ｈ＝０．５４、実施例４ではＨ２／Ｈ＝０．８９とした以外は、実施例１と同様とした。
結果を図４に示す。なお、図４（Ａ）が実施例２、図４（Ｂ）が実施例３、図４（Ｃ）が実施例４、の各結果を示している。
図４（Ａ）に示すように、Ｈ２／Ｈは変化させることにより、流線が攪拌槽の内壁に沿って上昇するか蛇行しながら上昇するかの境界の高さが変化することが確認された。具体的には、Ｈ２／Ｈが大きくなるほど流線が内壁に沿って上昇する状態から蛇行する状態に変化する高さが高くなり、ある程度の流速を維持した攪拌槽の内壁に沿った上昇流を形成しやすくなることが確認された。
また、Ｈ２／Ｈが大きくなるほど流速が２．０ｍ／ｓｅｃ以上となっている範囲（高さ）を広くできることが確認された。
したがって、Ｈ２/Ｈを変化させれば、攪拌槽内に形成される循環流や流速を適切に調整できることが確認された。
In Example 2-4, it was the same as that of Example 1 except having changed H2. That is, in Examples 2-4, the value of H2 / H is H2 / H = 0.36 in Example 2, H2 / H = 0.54 in Example 3, H2 / H = 0. Except for 89, it was the same as Example 1.
The results are shown in FIG. 4A shows the results of Example 2, FIG. 4B shows the results of Example 3, and FIG. 4C shows the results of Example 4.
As shown in FIG. 4A, it is confirmed that the height of the boundary of whether the streamline rises along the inner wall of the stirring tank or rises while meandering is changed by changing H2 / H. It was. Specifically, as H2 / H increases, the height at which the streamline changes from a state of rising along the inner wall to a meandering state increases, and the upward flow along the inner wall of the stirring tank maintaining a certain flow velocity is obtained. It was confirmed that it was easy to form.
Moreover, it was confirmed that the range (height) in which the flow velocity is 2.0 m / sec or more can be increased as H2 / H increases.
Therefore, it was confirmed that if H2 / H is changed, the circulating flow and flow velocity formed in the stirring tank can be adjusted appropriately.
一方、比較例１では、Ｈ２／Ｈを０．８９とし、Ｄ２／Ｄを０．４５とした以外は、実施例１と同様とした。
図５（Ａ）に示すように、この場合には、攪拌槽の上半分では、流速が０．２ｍ／ｓｅｃ以下となる部分が生じている。しかも、撹拌槽上方まで上昇する流線が減少しており、つまり、内壁に沿って上昇する上昇流が減少しており、液体の流れが遅く攪拌が不十分な箇所が存在することが確認された。このため、スラリー状の未反応物が生成して、この未反応物が攪拌槽内に付着や堆積して攪拌槽の有効容積が減少する可能性あり、定期的に堆積物を除去しなければならならない状況となることが確認された。
On the other hand, Comparative Example 1 was the same as Example 1 except that H2 / H was set to 0.89 and D2 / D was set to 0.45.
As shown in FIG. 5A, in this case, in the upper half of the stirring tank, there is a portion where the flow velocity is 0.2 m / sec or less. In addition, the streamline rising to the upper part of the stirring tank has decreased, that is, the upward flow rising along the inner wall has decreased, and it has been confirmed that there are places where the liquid flow is slow and stirring is insufficient. It was. For this reason, a slurry-like unreacted material is generated, and this unreacted material may adhere to or accumulate in the stirring tank, and the effective volume of the stirring tank may be reduced. It was confirmed that the situation should not be.
また比較例２では、実施例１において筒状体を設けないとした以外は、実施例１と同様とした。
図５（Ｂ）に示すように、攪拌槽の上半分の流速が０．２ｍ／ｓｅｃ以下となる部分が生じている。しかも、撹拌槽上方まで上昇する流線が減少しており、つまり、内壁に沿って上昇する上昇流が減少しており、液体の流れが遅く攪拌が不十分な箇所が形成されることが確認された。つまり、流れが遅く攪拌が不十分でスラリー状の未反応物が生成して、この未反応物が攪拌槽内に付着や堆積して攪拌槽の有効容積が減少する可能性あり、定期的に堆積物を除去しなければならならない状況となることが確認された。
Further, Comparative Example 2 was the same as Example 1 except that the cylindrical body was not provided in Example 1.
As shown in FIG. 5B, there is a portion where the flow velocity in the upper half of the stirring tank is 0.2 m / sec or less. Moreover, the streamline rising to the upper part of the agitation tank is reduced, that is, the upward flow rising along the inner wall is reduced, and it is confirmed that a portion where the liquid flow is slow and the stirring is insufficient is formed. It was done. In other words, there is a possibility that the flow is slow and stirring is insufficient and slurry-like unreacted substances are generated, and the unreacted substances adhere to and accumulate in the stirring tank to reduce the effective volume of the stirring tank. It was confirmed that the deposits had to be removed.
以上の結果より、筒状体を設けて適切な形状に形成すれば、溶解槽内に適切な流動を発生させることができ、スラリー状の未反応物が生成されること防止できることが確認された。 From the above results, it was confirmed that if a cylindrical body is provided and formed into an appropriate shape, an appropriate flow can be generated in the dissolution tank, and slurry unreacted products can be prevented from being generated. .
本発明の攪拌溶解装置は、固形物を液体に溶解する装置に適している。 The stirring and dissolving apparatus of the present invention is suitable for an apparatus for dissolving a solid substance in a liquid.
１ 攪拌溶解装置
２ 溶解槽
２ｈ 液体収容空間
５ 筒状体
１０ 攪拌装置
１１ 回転軸
１２ 攪拌翼
１５ 移動機構
Ｓ 塩化物水溶液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stirring dissolution apparatus 2 Dissolution tank 2h Liquid storage space 5 Cylindrical body 10 Stirring apparatus 11 Rotating shaft 12 Stirring blade 15 Moving mechanism S Chloride aqueous solution
Claims (4)
内部に断面円形の液体収容空間を有する溶解槽と、
該溶解槽の液体収容空間内に配置された、回転軸と該回転軸の軸方向に沿って並ぶように設けられた複数の攪拌翼とを有する攪拌装置と、
該攪拌装置の周囲を囲むように、前記溶解槽の内面との間に配置された円筒状の筒状体と、を備えており、
該筒状体の内径Ｄ２と前記攪拌装置の攪拌翼の直径ｄの比Ｄ２／ｄが、２．０以上である
ことを特徴とする攪拌溶解装置。 An apparatus for dissolving a solid in a liquid,
A dissolution tank having a liquid storage space with a circular cross section inside;
A stirring device having a rotating shaft and a plurality of stirring blades arranged in the axial direction of the rotating shaft, disposed in the liquid storage space of the dissolving tank;
A cylindrical tube disposed between the inner surface of the dissolution tank so as to surround the periphery of the stirring device,
A stirring / dissolving apparatus, wherein a ratio D2 / d between an inner diameter D2 of the cylindrical body and a diameter d of a stirring blade of the stirring apparatus is 2.0 or more.
ことを特徴とする請求項１記載の攪拌溶解装置。 The stirring and dissolving apparatus according to claim 1, wherein a ratio D2 / D of the inner diameter D of the dissolution tank and the inner diameter D2 of the cylindrical body is 0.5 or more.
最下段に位置する攪拌翼が前記筒状体の下端よりも突出するように設けられており、
前記溶解槽の底面から前記筒状体の上端までの高さＨ２と前記溶解槽の高さＨの比Ｈ２／Ｈが０．７以上０．９以下である
ことを特徴とする請求項１または２記載の攪拌溶解装置。 The stirring device is provided so that the stirring blade located at the lowest stage protrudes from the lower end of the cylindrical body,
The ratio H2 / H of the height H2 from the bottom surface of the dissolution tank to the upper end of the cylindrical body and the height H of the dissolution tank is 0.7 or more and 0.9 or less. 2. The stirring and dissolving apparatus according to 2.
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の攪拌溶解装置。
4. The stirring and dissolving apparatus according to claim 1, further comprising a moving mechanism that moves the stirring apparatus along an axial direction of the rotating shaft.
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