JP2020146645A - Method of separating and refining fluid containing valuable object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有価物を含む流体を中空糸型分離膜により分離精製する方法に関する。 The present invention relates to a method for separating and purifying a fluid containing valuable resources with a hollow fiber type separation membrane.
電気活性高分子溶液、顔料分散液、水溶性高分子溶液、塗料、インク、化粧品、または果汁などの液体は、濃度が高く（または温度が低く）なってくると、チキソトロピー性によって流体粘度が上昇する場合があり、このような高粘度状態となってからも継続して不純物を分離精製する方法が求められている。 Liquids such as electroactive polymer solutions, pigment dispersions, water-soluble polymer solutions, paints, inks, cosmetics, or fruit juices increase in fluid viscosity due to thixotropy at higher concentrations (or lower temperatures). In some cases, there is a demand for a method for continuously separating and purifying impurities even after such a high viscosity state is reached.
特許文献１には、ろ過対象物をろ過する方法であって、前記ろ過対象物は、チキソトロピー性を有し、粘度が０．１Ｐａ・ｓ〜３０Ｐａ・ｓ（１００〜３０，０００ｍＰａ・ｓ）であり且つ粒子を含み、前記ろ過対象物の一部をフィルターに通し、当該フィルターの孔径よりも径の大きい粒子が除去されたろ過物を得ると共に、前記ろ過対象物の残りによって前記フィルターの表面に流れを発生させることを特徴とするろ過方法が開示されている。
特許文献２には、金属ナノ粒子を含む液体から金属ナノ粒子を分離する分離方法であって、前記金属ナノ粒子が、金属および金属化合物からなる平均粒子径が１〜３００ｎｍの範囲のものであり、前記分離方法が、濾過工程と洗浄工程を含む方法であり、前記濾過工程が、原液タンク内の金属ナノ粒子を含む液体を限外濾過膜モジュールに供給して濾過するとき、クロスフロー方式により濾過圧力５０ｋＰａ以下で濾過して、金属ナノ粒子を含む精製液は原液タンクに戻し、透過液は排水する工程であり、前記洗浄工程が、濾過工程を中断して定期的に実施する逆圧洗浄工程であり、逆圧洗浄水として電気伝導度が３００μＳ／ｃｍ以下の水を使用し、洗浄排水を前記原液タンクに戻す工程であり、前記濾過工程と前記洗浄工程の組み合わせを１サイクルとして、これを複数サイクル繰り返す、金属ナノ粒子の分離方法が開示されている。
本発明は、高粘度状態となってからも継続して高い濾過流量を維持したまま、流体を分離精製する方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for separating and purifying a fluid while continuously maintaining a high filtration flow rate even after a high viscosity state is reached.
本発明は、課題の解決手段として、
有価物を含む流体の分離精製方法であって、
前記分離精製方法が、原液タンク内の前記有価物を含む流体を濾過する工程を含む方法であり、
前記有価物を含む流体が、前記濾過工程の濾過処理により２０℃、せん断速度２５ｓ-1における粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下になるものであり、
前記濾過工程が、前記原液タンク内の有価物を内径０．８〜１．４ｍｍの中空糸膜を使用した限外濾過膜モジュールに供給して濾過する方法であり、
前記濾過方法が、クロスフロー方式により濾過圧力０．０８〜０．２ＭＰａ、線速０．７〜１．４ｍ／ｓの条件で濾過する方法であり、
濾過後の精製液を精製液ラインから原液タンクに戻し、透過液を排水ラインから排水する、有価物を含む流体を分離精製する方法を提供する。
The present invention provides a means for solving a problem.
A method for separating and purifying a fluid containing valuable resources.
The separation and purification method is a method including a step of filtering a fluid containing the valuable material in a stock solution tank.
The fluid containing the valuable resources has a viscosity of 30 mPa · s or less at 20 ° C. and a shear rate of 25 s -1 by the filtration treatment in the filtration step.
The filtration step is a method of supplying valuable resources in the stock solution tank to an ultrafiltration membrane module using a hollow fiber membrane having an inner diameter of 0.8 to 1.4 mm for filtration.
The filtration method is a method of filtering under the conditions of a filtration pressure of 0.08 to 0.2 MPa and a linear velocity of 0.7 to 1.4 m / s by a cross flow method.
Provided is a method for separating and purifying a fluid containing valuable resources by returning the purified liquid after filtration from the refined liquid line to the stock solution tank and draining the permeated liquid from the drainage line.
本発明の有価物を含む流体を分離精製する方法によれば、分離精製の過程での流体粘度が高粘度状態であっても、高い濾過流量を維持したまま、流体から不純物を除去して、純度を高めることができる。 According to the method for separating and purifying a fluid containing valuable resources of the present invention, even if the fluid viscosity in the process of separation and purification is in a high viscosity state, impurities are removed from the fluid while maintaining a high filtration flow rate. Purity can be increased.
本発明の分離精製方法は、有価物を含む流体から不純物（目的の化合物の合成工程で副生する塩類やイオン分などの不純物など）を濾過工程により分離することで、有価物の純度を高めるための分離方法である。
以下、本発明の分離精製方法を図１の分離精製方法のフロー図により説明する。
The separation and purification method of the present invention enhances the purity of valuable resources by separating impurities (impurities such as salts and ions produced as by-products in the synthesis process of the target compound) from the fluid containing valuable resources by a filtration step. It is a separation method for.
Hereinafter, the separation and purification method of the present invention will be described with reference to the flow chart of the separation and purification method of FIG.
原液タンク１には、原液ライン１０から供給された原液となる有価物を含む流体（以下、単に「流体」という）が入っている。原液タンク１には、撹拌装置を付設することができる。
原液タンク１内の原液は、濾過流量を高いレベルで維持し、不純物を除去し易くするため、濾過運転の開始前において希釈することができる。
このときに使用する希釈水は、電気伝導度が１０μＳ／ｃｍ以下の純水が好ましく、１μＳ／ｃｍ以下の純水がより好ましい。
原液タンク１内の流体を希釈するときは、濾過工程における粘度上昇を考慮すると、２０℃、せん断速度２５ｓ-1での粘度が３０ｍＰａ・ｓ未満となるように希釈することが好ましく、より好ましくは１０ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは５ｍＰａ・ｓ以下に希釈する。
The undiluted
The stock solution in the
The diluted water used at this time is preferably pure water having an electric conductivity of 10 μS / cm or less, and more preferably 1 μS / cm or less.
When diluting the fluid in the
本発明の分離精製対象となる流体は、前記濾過工程の濾過処理により２０℃、せん断速度２５ｓ−１における粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下になるものであれば特に制限されるものではなく、前記粘度は１０〜３０ｍＰａ・ｓが好ましい。
濾過工程の濾過処理により２０℃、せん断速度２５ｓ-1における粘度が３０ｍＰａ・ｓを超える場合には、中空糸膜を使用した限外濾過膜モジュールで濾過することが困難になる。
The fluid to be separated and purified of the present invention is not particularly limited as long as the viscosity at 20 ° C. and a shear rate of 25s-1 is 30 mPa · s or less by the filtration treatment in the filtration step, and the viscosity is not particularly limited. 10 to 30 mPa · s is preferable.
When the viscosity at 20 ° C. and a shear rate of 25 s -1 exceeds 30 mPa · s due to the filtration process in the filtration step, it becomes difficult to filter with an ultrafiltration membrane module using a hollow fiber membrane.
本発明の分離精製対象となる流体は、化合物（無機化合物、有機化合物）、天然物、それらの混合物からなる有価物を含有しているものであり、有価物は、高分子量のもの、水に溶解していない分散粒子である。
前記流体としては、電気活性高分子溶液（導電性ポリマーなどを含む溶液）、顔料分散液、水溶性高分子溶液（ポリフェノール、コンドロイチン、ゼラチンなどの天然高分子、またはポリビニルアルコールなどの合成高分子を含む溶液）、塗料、インク、化粧品、果汁などを挙げることができる。
The fluid to be separated and purified of the present invention contains valuable resources composed of compounds (inorganic compounds, organic compounds), natural products, and mixtures thereof, and the valuable resources are high-molecular-weight ones and water. It is an undissolved dispersed particle.
As the fluid, an electroactive polymer solution (a solution containing a conductive polymer or the like), a pigment dispersion, a water-soluble polymer solution (a natural polymer such as polyphenol, chondroitin or gelatin, or a synthetic polymer such as polyvinyl alcohol) is used. Contains solutions), paints, inks, cosmetics, fruit juices and the like.
原液タンク１内の原液（有価物を含む流体）は、原液送水ライン１１から中空糸膜を使用した限外濾過膜モジュール２に供給して濾過分離される。ライン１１にはポンプ２１が設置されている。
The undiluted solution (fluid containing valuable resources) in the undiluted
濾過膜（分離膜）は、本発明の濾過運転や逆圧洗浄が容易であることから、中空糸膜であり、中空糸膜は、内圧型、外圧型のいずれでも使用できるが、適切な膜面線速の確保や、逆圧洗浄の容易性の面から内圧型が好ましい。
中空糸膜の内径は、０．８〜１．４ｍｍであり、０．９〜１．３ｍｍが好ましい。
中空糸膜の内径が、０．８ｍｍ未満の場合は、高粘度状態（流体の粘度が３０ｍＰａ・ｓを超える場合）における濾過流量確保が困難になり、中空糸膜の内径が、１．４ｍｍを上回る場合には、限外濾過膜モジュール内の有効濾過面積が減るため単位面積当たりの濾過流量が低下することで、精製目的を満足できない場合がある。
中空糸膜の分画分子量は、精製目的に合わせ決定されるが、濾過膜の分画分子量3,000〜300,000のものが挙げられ、さらには6,000〜200,000のものが挙げられる。
限外濾過膜モジュール２で使用する濾過膜（分離膜）は公知の材質からなるものを使用できるが、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリルなどを挙げることができ、ポリエーテルスルホンが好ましい。
The filtration membrane (separation membrane) is a hollow fiber membrane because the filtration operation and back pressure cleaning of the present invention are easy. The hollow fiber membrane can be used in either an internal pressure type or an external pressure type, but is an appropriate membrane. The internal pressure type is preferable from the viewpoint of ensuring the surface line speed and facilitating back pressure cleaning.
The inner diameter of the hollow fiber membrane is 0.8 to 1.4 mm, preferably 0.9 to 1.3 mm.
If the inner diameter of the hollow fiber membrane is less than 0.8 mm, it becomes difficult to secure the filtration flow rate in a high viscosity state (when the viscosity of the fluid exceeds 30 mPa · s), and the inner diameter of the hollow fiber membrane is 1.4 mm. If it exceeds the limit, the effective filtration area in the ultrafiltration membrane module is reduced, so that the filtration flow rate per unit area is reduced, and the purification purpose may not be satisfied.
The molecular weight cut-off of the hollow fiber membrane is determined according to the purpose of purification, and examples thereof include those having a molecular weight cut-off of 3,000 to 300,000, and further 6,000 to 200,000.
The filtration membrane (separation membrane) used in the
濾過は、クロスフロー方式により濾過圧力０．０８〜０．２ＭＰａ、線速０．７〜１．４ｍ／ｓの条件で濾過する。
濾過圧力は、好ましくは０．１０〜０．１８ＭＰａであり、線速は、好ましくは０．８〜１．２ｍ／ｓである。
濾過圧力が０．０８ＭＰａ未満の場合は、高粘度状態における線速確保が困難になり、線速が確保できなければ益々濾過流量の確保ができなくなる。
濾過圧力が０．２ＭＰａを上回る場合でも、電気消費量の割に濾過流量は上昇せず、エネルギー効率が落ちる。
線速が０．７ｍ／ｓ未満の場合は、高粘度状態においては流体粘度が高いため濾過流量の確保が困難となり、線速が１．４ｍ／ｓを上回った場合でも、流体粘度が極端に低下するわけではないので濾過流量が大幅には上昇せず、エネルギー効率が落ちる。
Filtration is performed by a cross-flow method under the conditions of a filtration pressure of 0.08 to 0.2 MPa and a linear velocity of 0.7 to 1.4 m / s.
The filtration pressure is preferably 0.10 to 0.18 MPa, and the linear velocity is preferably 0.8 to 1.2 m / s.
When the filtration pressure is less than 0.08 MPa, it becomes difficult to secure the linear velocity in a high viscosity state, and if the linear velocity cannot be secured, the filtration flow rate cannot be secured more and more.
Even when the filtration pressure exceeds 0.2 MPa, the filtration flow rate does not increase for the electricity consumption, and the energy efficiency decreases.
When the linear velocity is less than 0.7 m / s, it is difficult to secure the filtration flow rate because the fluid viscosity is high in the high viscosity state, and even when the linear velocity exceeds 1.4 m / s, the fluid viscosity becomes extremely high. Since it does not decrease, the filtration flow rate does not increase significantly, and energy efficiency decreases.
濾過後、目的の有価物を含む精製液（濃縮液）は、精製液ライン１２から原液タンク１に戻し、不純物を含む透過液は透過液ライン１３、１４から透過液タンク３に送った後、排水する。なお、透過液ライン１３と透過液ライン１４との分岐部分には開閉弁（電磁弁など）を設けることができる。
濾過工程は３０〜６０分間の間隔で実施することが好ましい。
After filtration, the purified liquid (concentrated liquid) containing the target valuable resources is returned from the purified
The filtration step is preferably carried out at intervals of 30 to 60 minutes.
濾過工程において２０℃、せん断速度２５ｓ-1での流体粘度が３０ｍＰａ・ｓを上回ると、濾過流量の確保が困難になる。その場合は、原液送水ライン１１または限外濾過膜モジュール２に設けた加温装置により流体温度を上げることによって流体粘度を下げ、２０℃、せん断速度２５ｓ-1で測定した場合における流体粘度が３０ｍＰａ・ｓ未満になるようにすることが好ましい。
If the fluid viscosity at 20 ° C. and a shear rate of 25 s -1 exceeds 30 mPa · s in the filtration step, it becomes difficult to secure the filtration flow rate. In that case, the fluid viscosity is lowered by raising the fluid temperature by a heating device provided in the stock solution
本発明の分離精製方法は、洗浄工程を含むことが好ましい。
洗浄工程は、所定時間だけ濾過工程を実施した後、濾過工程を中断して、逆圧洗浄を実施することが好ましい。
逆圧洗浄は、ポンプ２２を駆動させ、逆圧洗浄水タンク４内の水を逆圧洗浄ライン（一部を透過液ライン１３と共用している）１３から限外濾過膜モジュール２に供給して実施する。
逆圧洗浄は１〜２分間実施する。
逆圧洗浄時の圧力は、濾過圧力（最大で０．２ＭＰａ）よりも高い圧力であり、０．１〜０．２２ＭＰａであることが好ましく、０．１２〜０．２ＭＰａであることがより好ましい。
逆圧洗浄水タンク４の水（逆圧洗浄水）は、洗浄水（純水）供給ライン１５から供給された電気伝導度が３００μＳ／ｃｍ以下の水であり、好ましくは１０μＳ／ｃｍ以下の水であり、より好ましくは１μＳ／ｃｍ以下の水である。
逆圧洗浄後の排水（逆圧洗浄排水）は、限外濾過膜モジュール２の膜面に付着していた微量の有価物を含んでおり、原液送水ライン１１の一部と、逆圧洗浄排水ライン１５から原液タンク１に戻す。
このようにして微量の有価物を含む逆圧洗浄排水を原液タンク１に戻すことによって、有価物の回収率が高められるほか、原液濃度（原液粘度）を低下させることができるので好ましい。
なお、原液送水ライン１１と逆圧洗浄排水ライン１５との分岐部分には開閉弁（電磁弁など）を設けることができる。
The separation and purification method of the present invention preferably includes a washing step.
In the cleaning step, it is preferable to carry out the filtration step for a predetermined time, then interrupt the filtration step and carry out back pressure cleaning.
In the back pressure cleaning, the
Back pressure washing is performed for 1 to 2 minutes.
The pressure during back pressure cleaning is higher than the filtration pressure (up to 0.2 MPa), preferably 0.1 to 0.22 MPa, and more preferably 0.12 to 0.2 MPa. ..
The water in the back pressure washing water tank 4 (back pressure washing water) is water having an electrical conductivity of 300 μS / cm or less, preferably 10 μS / cm or less, supplied from the washing water (pure water)
The drainage after back pressure cleaning (back pressure cleaning drainage) contains a small amount of valuable resources adhering to the membrane surface of the
By returning the back pressure washing wastewater containing a small amount of valuable resources to the
An on-off valve (solenoid valve or the like) can be provided at the branch portion between the undiluted solution
本発明の分離精製方法では、濾過工程と洗浄工程の組み合わせを１サイクルとして、これを複数サイクル繰り返すことが好ましい。
繰り返すサイクル数は、好ましくは２〜５サイクルであり、より好ましくは２〜４サイクルである。
In the separation and purification method of the present invention, it is preferable that the combination of the filtration step and the washing step is set as one cycle, and this is repeated for a plurality of cycles.
The number of cycles to be repeated is preferably 2 to 5 cycles, more preferably 2 to 4 cycles.
本発明の分離精製方法では、原液タンク１に精製液を戻した後、原液タンク１中に電気伝導度が１０μＳ／ｃｍ以下の水を入れて希釈することで、濾過工程の濾過処理において有価物を含む流体の２０℃、せん断速度２５ｓ-1における粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは５ｍＰａ・ｓ以下になるように調整する希釈工程を含むことができる。
希釈工程は、図１には示していないが、原液タンク１と希釈液供給源を接続するラインから供給することができる。
希釈量は、例えば、排水する透過液量と同量以上を希釈することができる。
In the separation and purification method of the present invention, after returning the purified liquid to the
Although the dilution step is not shown in FIG. 1, it can be supplied from a line connecting the
The amount of dilution can be, for example, equal to or greater than the amount of permeate to be drained.
原液タンク１に水を入れる希釈工程と洗浄工程における洗浄排水を原液タンク１に戻す工程は、両方を組み合わせて実施することが好ましいが、いずれか一方のみを実施することもできる。
なお、洗浄工程において浄排水を原液タンク１に戻す工程を実施しないときは、前記洗浄排水はそのまま排出する。
このように原液タンク１内の原液を希釈しながら濾過運転を実施することで、限外濾過膜モジュールで使用している中空糸膜の閉塞が抑えられ、濾過流量が高いレベルで維持される。
本発明の分離精製方法は、流体粘度が高粘度状態になる過程を含む流体から目的の有価物を分離、精製する方法として適している。
The dilution step of putting water in the
If the step of returning the purified wastewater to the
By performing the filtration operation while diluting the stock solution in the
The separation and purification method of the present invention is suitable as a method for separating and purifying a target valuable resource from a fluid including a process in which the fluid viscosity becomes highly viscous.
実施例１
＜濾過工程＞
市販の顔料分散液（MF-5630 Black、大日精化（株）製、カーボンブラック固形分濃度３２質量％）に対して、カーボンブラックの濃度が１６．５質量％になるように純水（電気伝導度１μS/cm）で希釈した。さらに不純物として硫酸ナトリウムを０．５質量％になるように添加・溶解して未精製原液（原液）（２mPa・s）とした。
この未精製原液を、ポリエーテルスルホン素材でできた中空糸膜の内径が１．２ｍｍ、分画分子量が１万の限外濾過中空糸膜モジュール（FB03-VC-FUS15C1；ダイセン・メンブレン・システムズ（株）製）を用いて、濾過圧力０．１ＭＰａ、線速１．０ｍ／ｓ、液温度２５℃にてクロスフロー濾過を行った。このとき原液タンク内の原液は撹拌した。
このクロスフロー濾過により透過液側に硫酸ナトリウムが移行し、精製液側にカーボンブラックが移行した。
精製液は原液タンクに戻し、透過液は透過液タンクに送った。
Example 1
<Filtration process>
Pure water (electricity) so that the concentration of carbon black is 16.5% by mass with respect to the commercially available pigment dispersion (MF-5630 Black, manufactured by Dainichiseika Co., Ltd., carbon black
This unpurified undiluted solution is an ultrafiltration hollow fiber membrane module (FB03-VC-FUS15C1; Daisen Membrane Systems) with an inner diameter of 1.2 mm and a molecular weight cut-off of 10,000. Cross-flow filtration was performed at a filtration pressure of 0.1 MPa, a linear velocity of 1.0 m / s, and a liquid temperature of 25 ° C. using (manufactured by Co., Ltd.). At this time, the undiluted solution in the undiluted solution tank was stirred.
By this cross-flow filtration, sodium sulfate was transferred to the permeate side, and carbon black was transferred to the purified liquid side.
The purified liquid was returned to the stock solution tank, and the permeate was sent to the permeation tank.
＜洗浄工程＞
濾過運転を３０分継続した後、濾過運転を停止して、逆圧洗浄を１分間実施した。逆圧洗浄に使用した逆圧洗浄水は電気伝導度１μS/cmであった。逆圧洗浄排水の全量を原液タンクに戻した。
<Washing process>
After continuing the filtration operation for 30 minutes, the filtration operation was stopped and back pressure washing was performed for 1 minute. The back pressure washing water used for back pressure washing had an electric conductivity of 1 μS / cm. The entire amount of back pressure cleaning wastewater was returned to the stock solution tank.
上記の濾過工程と洗浄工程の組み合わせを１サイクルとして繰り返し行いながら、未精製原液を対液量比で２倍まで濃縮を実施した。その後、精製液に純水（電気伝導度１μS/cm）を希釈倍率が２倍となるように加えた。
希釈後、上記の濾過工程と洗浄工程の組み合わせのサイクルを繰り返し行うことで、加水量と同量を濾過処理し、再度加水する操作を合計２回繰り返した。
未精製原液の濾過時の平均濾過流量は７ｇ／分、１回目の加水後の濾過時の平均濾過流量は１５ｇ／分、２回目の加水後の濾過時の平均濾過流量は１８ｇ／分であった。
未精製原液の電気伝導度は３１００μS/cmであり、全操作後のカーボンブラックを含む最終精製液の電気伝導度は１４００μS/cmであった。
この結果から、高い濾過流量を維持したまま、不純物（硫酸ナトリウム）が除去され、カーボンブラックの純度が高められたことが確認された。
また、最終精製液を英弘精機（株）製のコーンプレート型粘度計ＤＶ２Ｔを用いて、２０℃における、せん断速度２５ｓ-1での粘度を測定したところ、１８ｍＰａ・ｓであり、流体粘度が高粘度状態になる過程を含んでいることを確認した。最終精製液の温度が１０℃、３０℃の粘度測定結果を併せ、図２に示した。
図２は、顔料分散液中のカーボンブラック濃度と顔料分散液の違いとせん断速度（横軸）と粘度（縦軸）との関係を示すグラフである。
図２中、
３０は、濃度１０質量％、温度１０℃、
３１は、濃度１０質量％、温度２０℃、
３２は、濃度１０質量％、温度３０℃、
３３は、濃度２０質量％、温度２０℃、
３４は、濃度２０質量％、温度３０℃、
３５は、濃度３２質量％、温度１０℃、
３６は、濃度３２質量％、温度２０℃、
３０は、濃度３２質量％、温度３０℃を示す。
While repeating the combination of the above filtration step and washing step as one cycle, the unpurified undiluted solution was concentrated up to twice the volume ratio. Then, pure water (
After the dilution, the cycle of the combination of the above filtration step and the washing step was repeated to filter the same amount as the amount of water added, and the operation of adding water again was repeated twice in total.
The average filtration flow rate during filtration of the unpurified stock solution was 7 g / min, the average filtration flow rate during filtration after the first addition was 15 g / min, and the average filtration flow rate during filtration after the second addition was 18 g / min. It was.
The electrical conductivity of the unpurified stock solution was 3100 μS / cm, and the electrical conductivity of the final purified solution containing carbon black after all operations was 1400 μS / cm.
From this result, it was confirmed that impurities (sodium sulfate) were removed and the purity of carbon black was enhanced while maintaining a high filtration flow rate.
Further, when the viscosity of the final purified liquid was measured at a shear rate of 25 s -1 at 20 ° C. using a cone plate type viscometer DV2T manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd., it was 18 mPa · s, and the fluid viscosity was high. It was confirmed that it included a process of becoming viscous. The results of viscosity measurement when the temperature of the final purified liquid was 10 ° C. and 30 ° C. were also shown in FIG.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the carbon black concentration in the pigment dispersion, the difference between the pigment dispersion, the shear rate (horizontal axis), and the viscosity (vertical axis).
In Fig. 2,
30 has a concentration of 10% by mass and a temperature of 10 ° C.
31 has a concentration of 10% by mass and a temperature of 20 ° C.
32 has a concentration of 10% by mass, a temperature of 30 ° C., and
33 has a concentration of 20% by mass and a temperature of 20 ° C.
34 has a concentration of 20% by mass and a temperature of 30 ° C.
35 has a concentration of 32% by mass and a temperature of 10 ° C.
36 has a concentration of 32% by mass and a temperature of 20 ° C.
比較例１
実施例１と同じ未精製原液を用いて、濾過工程において、濾過圧力を０．７５ＭＰａ、線速を０．６ｍ／ｓにてクロスフロー濾過を行った以外は、実施例１と同様の方法でカーボンブラックの分離精製を行った。
未精製原液の濃縮時の平均濾過流量は２ｇ／分、１回目の加水後の濃縮時の平均濾過流量は５ｇ／分、２回目の加水後の濃縮時の平均濾過流量は８ｇ／分であり、実施例１と比較して実質的な処理効率が得られなかった。
Comparative Example 1
Using the same unpurified stock solution as in Example 1, in the filtration step, cross-flow filtration was performed at a filtration pressure of 0.75 MPa and a linear velocity of 0.6 m / s, except that the same method as in Example 1 was used. Carbon black was separated and purified.
The average filtration flow rate during concentration of the unpurified stock solution is 2 g / min, the average filtration flow rate during concentration after the first addition is 5 g / min, and the average filtration flow rate during concentration after the second addition is 8 g / min. , Substantial processing efficiency was not obtained as compared with Example 1.
参考試験例
実施例１と同じ未精製原液を純水（電気伝導度１μS/cm）で２倍希釈した液体を用いて、実施例１の濾過工程に記載の濾過方法で、濾過圧力を０．０３、０．０５、０．０７５、０．１、０．１３ＭＰａの５点にそれぞれ固定し、線速を変動させた際の濾過流量をプロットしたグラフを図３に示す。
図３の結果より、実施例１の未精製原液を２倍希釈した場合でも、濾過圧力が０．０８ＭＰａ未満の場合、線速を上げても、濾過流量は上昇しないことが分かった。
Reference test example Using a liquid obtained by diluting the same unpurified stock solution as in Example 1 with pure water (
From the results of FIG. 3, it was found that even when the unpurified stock solution of Example 1 was diluted 2-fold, when the filtration pressure was less than 0.08 MPa, the filtration flow rate did not increase even if the linear velocity was increased.
本発明の有価物を含む流体を分離精製する方法は、電気活性高分子溶液（導電性ポリマーなどを含む溶液）、顔料分散液、水溶性高分子溶液（ポリフェノール、コンドロイチン、ゼラチンなどの天然高分子、または変性ポリビニルアルコールなどの合成高分子を含む溶液）、塗料、インク、化粧品、果汁などから不純物を除去して精製する方法に利用することができる。 The method for separating and purifying a fluid containing valuable resources of the present invention is a method for separating and purifying an electroactive polymer solution (solution containing a conductive polymer, etc.), a pigment dispersion, and a water-soluble polymer solution (natural polymers such as polyphenol, chondroitin, and gelatin). , Or a solution containing a synthetic polymer such as modified polyvinyl alcohol), paints, inks, cosmetics, fruit juices, etc. can be used for purification by removing impurities.
１ 原液タンク
２ 限外濾過膜モジュール
３ 透過液タンク
４ 逆圧洗浄水タンク
１０ 原液ライン
１１ 原液送水ライン
１２ 精製液ライン
１３ 透過液ライン
１５ 逆圧洗浄排水ライン
1
Claims (8)
前記分離精製方法が、原液タンク内の前記有価物を含む流体を濾過する工程を含む方法であり、
前記有価物を含む流体が、前記濾過工程の濾過処理において２０℃、せん断速度２５ｓ-1における粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下になるものであり、
前記濾過工程が、前記原液タンク内の有価物を含む流体を内径０．８〜１．４ｍｍの中空糸膜を使用した限外濾過膜モジュールに供給して濾過する方法であり、
前記濾過方法が、クロスフロー方式により濾過圧力０．０８〜０．２ＭＰａ、線速０．７〜１．４ｍ／ｓの条件で濾過する方法であり、
濾過後の精製液を精製液ラインから原液タンクに戻し、透過液を排水ラインから排水する、有価物を含む流体を分離精製する方法。 A method for separating and purifying a fluid containing valuable resources.
The separation and purification method is a method including a step of filtering a fluid containing the valuable material in a stock solution tank.
The fluid containing the valuable resources has a viscosity of 30 mPa · s or less at 20 ° C. and a shear rate of 25 s -1 in the filtration process of the filtration step.
The filtration step is a method of supplying a fluid containing valuable resources in the stock solution tank to an ultrafiltration membrane module using a hollow fiber membrane having an inner diameter of 0.8 to 1.4 mm and filtering the fluid.
The filtration method is a method of filtering under the conditions of a filtration pressure of 0.08 to 0.2 MPa and a linear velocity of 0.7 to 1.4 m / s by a cross flow method.
A method of separating and purifying a fluid containing valuable resources by returning the purified liquid after filtration from the refined liquid line to the stock solution tank and draining the permeated liquid from the drainage line.
前記洗浄工程が、濾過工程を停止して定期的に実施する逆圧洗浄工程であり、逆圧洗浄水として電気伝導度が３００μＳ／ｃｍ以下の水を使用し、洗浄排水を前記原液タンクに戻す工程であり、
前記濾過工程と前記洗浄工程の組み合わせを１サイクルとして、これを複数サイクル繰り返す、請求項１に記載の有価物を含む流体を分離精製する方法。 The filtration step is a step including a cleaning step.
The cleaning step is a back pressure cleaning step that is periodically performed by stopping the filtration process. Water having an electric conductivity of 300 μS / cm or less is used as the back pressure cleaning water, and the cleaning wastewater is returned to the stock solution tank. It's a process
The method for separating and purifying a fluid containing a valuable resource according to claim 1, wherein the combination of the filtration step and the cleaning step is regarded as one cycle, and this is repeated for a plurality of cycles.
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