JPS62110711A - 固液分離方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリマーのような凝集剤を使用したものを含
む液体からの固体分離方法およびその装置に係り、特に
石炭前処理プラントにおける廃棄物のような液体から２
８メツシュサイズおよびそれ以下の微小粒径の固体を分
離する固液分離方法およびその装置に関する。

（従来の技術） 現在で（ま、液イホから微小粒子の固体を分＃１？Ｉ−
るには、ざまざまの方法おＪ：び装置が使用されており
、そのよう４Ｔ方法お」：び装置は例えばＴ）・ジー・
アイス（Ｆ、　Ｇ、　Ｆｉｓ、）の米１月特許３．５２
３，８８９号明細書に開示されている。

このものて゛は凝集剤はその後スタンドパイプから排出
されるスラリー液に添加され、そしてその流れはタンク
内の液体とｄ７合するためにバラノルにより流れを規制
され外側へ偏イ☆されている。前記特許においては、ス
ラリーは、そのスラリーに含まれている凝集剤と一緒に
中程度に拡は／ｖされた状態でタンクに導かれている。

他の方法がアール・シー・１メット・ジコニア（Ｒ，Ｃ
，Ｅｍｉｅｔｔ、　Ｊｒ、　　）の米１ｖ特許でｒンバ
イ「１テツクネｔ　（Ｆｎｖｉｒｏｔｅｃｈ　Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎ）に譲渡されたものが特許４，０５５，
４９４号明細書に開示されている。この方法では、分離
されるスラリー液は別途４つの混合ステージを経て連続
的に送給され、凝集剤の一部は各ステージで添加され、
回転翼を使用して混合されている。このＪメットの特許
はｔｆｅ合にお（する各段階の拡はん方法については触
れていイＴい。

しか（〕ながらコタ州の中央区における１９８３年５月
３３１］角の審決に対する米国区裁判所におけるアムス
ター社（＾ｍ５ｔａｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）と■
ンバイロテツク？ｔ　（Ｅｎｖｉｒｏｔｅｃｈ　Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ）およびＴナシ−・フユー■ルズ・ニ
ュークリア社（Ｅｒ＋ａｒｏｖ　Ｆｕｅｌｓ　Ｎｕｃｌ
ｅａｒ　Ｉｎｃ、　）との間で行われた審判の証拠は■
ンバイロテック社は優れた凝集物を形成ざｔ！−るため
に凝集剤とスラリー液を充分な強さでもって機械的に拡
はんする手段を模索していたが、一度形成された凝集物
を破壊できるほどの強さではなかったことを示している
。

またジＴ−・ローゼンバウムとジェー・クレーマー（，
１，Ｒｏｓｅｎｔ＋ａｕｍ　＆　、１．　Ｃｌｅｍｍａ
ｒ　）が１９８゜イ１のジ■−、フレラグとデー・フォ
ーシーのウラニウム・オール・プロセッシング第１７２
号（Ｊ、　　ＣＩｅＯ（１＆　　ロ、　　ＦＯＩｅｙ、
　　Ｕｒａｎｉｕｍ　　Ｏｒｅ　　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
。

１７２、１９８０＞に固液分離法（Ｉｉｇｕｉｄ−ｓｏ
ｌｉｄｓｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ　）を発表したものに
よれば、凝集剤は凝集物を分解することなくスラリー液
全体に均一に分散されている。強い拡はんにより試薬を
最も有効に拡散させることはこわれやすい凝集物を損う
ことになり、その結束所定の目的を達成することがで゛
きないことになる。

そこで本発明の目的はスラリー液に凝集剤を添加して微
小粒子の固体を分離する方法および装置を提供すること
にあり、本発明によれば、スラリー液と凝集剤は強く拡
はんされることにより比較的小さな泡状の凝集物にされ
る。本発明のその他の目的、利点および新らしい特徴は
明細書の巾に説明されており、当業者にとって追試験に
より理解されるであろうし、本発明の実施例によって理
解されるであろう。また本発明の目的および利点は、特
に特許請求の範囲の記載およびそれらの組み合せによっ
て具体化される。

〔発明の構成〕

（問題点を解、決するための手段） 本発明は活性化ポリマー混合液のような凝集剤を使用し
た液体からの微小粒子の固体を強い拡はん状態で分離す
る方法および装置である。

本発明によれば、凝集物はこわれやすいものでないばか
りか、かなりこわれにくいものである。

このことは本発明の一実施例を、従来の石炭前処理プラ
ントのプロセスの一部に円錐形の清澄機および濃縮機と
して使用して確認されている。

本発明の実施例は、その容器は一ト端が開口されるとと
もに底面は円錐状に形成され、さらに側壁が備えられて
いる。容器の液体レベルは、清澄液の溢流と凝集剤の添
加されたスラリー液との流出量と容器内へのスラリー液
と、凝集剤溶液との流入量が実質的に等しくされている
ので同一レベルが保持される。このようにして容器内に
は常時スラリー液内の固体の割合が異なった部分が存在
する。

スラリー液の内部には容器の底面から離間して羽根車が
浸漬されている。この羽根車は、容器の内部に強い拡は
ｌυ領領域発生させるのに十分な速痕で回転する。第１
の互に離間するとともに開放端を有する多数のチューブ
が、羽根車の回転平面の上部に近接してその端部が開口
されるように容器内に設けられている。第２のｎに離間
するとともに一端にノズルを有する多数のチューブが羽
根車の回転平面の上部であって近接して配置されたノズ
ルを有する第１の多数のチューブに近接して配置されて
いる。

固体を分離されるスラリー液は第１の互に離間する多数
のチューブから容器内に送給される一方、希釈混合液内
の活性化ポリマーのような凝集剤溶液は、第２の多数の
ノズルから容器に送給される。

スラリー液と凝集剤の大部分が強い拡はん領域に流入す
るにつれて、固体はそこで前記凝集剤と反応して、比較
的小さな泡状の凝集物に形成される。泡状の凝集物は容
器の円錐形の底面に沈降し、ドレンウェルを通って容器
から外部へ排出され、分離ユニットへ送給される。一方
清澄液は容器側壁の上部に設置１られた環状の開口から
容器の外へ１出される。

（実施例） 以下本発明による一実施例について第１図を参照して説
明する。

第１図は本発明による固液分離装置を従来の石炭前処理
プラントに組み込んだ系統図を示している。

石炭は］ンベア２により搬入され、］ンベ７２の下流側
に配置された泥分除去スクリーン４上へ放出される。こ
の泥分除去スクリーン４で石炭は２８メツシュサイズ以
上と２８メツシュサイズ以下とに分離される。

２８メッシュサイズ以上の石炭は選鉱機６へ送給され、
選鉱機６　、ｈにて水洗され、廃棄される石炭から、小
石やスレートや高灰分廃棄物と低灰分石炭とに分離され
る。

この分離は、選鉱機６上を浮遊移動する石炭と底部に沈
降する廃棄物との比重差によって行われる。低灰分石炭
は分離されて、さらに下流に配置された脱水スクリーン
８に送給されて、レールカー１０に収容される。

コンベア１２により選鉱機６から選別された廃棄物は、
さらにコンベヤ１４で搬送され、廃棄物トラック荷積み
容器１６へ放出される。

２８メツシ１サイズ以下の石炭は、フ【１−ト・セル２
０へ送給され、ここで２８メツシユリイズ以下の低灰分
石炭が分離され、フィルターユニット２２へ送られる。

水分と微小固体は脱水スクリーン８から排出され前記フ
ロートセル２０へ送給される。脱水された２８メツシュ
サイズ以下の石炭はフィルターユニット２２からレール
カー１０へ送られる。

２８メツシュサイズ以下の廃棄物はフローミル１？ル２
０の底面に沈降し、スラリー液状態で濃縮器および清澄
機２４へ移送される。濃縮された２８メツシュサイズ以
下の廃棄物は廃棄物フィルター２８へ送られる。

この廃棄物フィルター２８で形成された２８メツシュサ
イズ以下のフィルター・ケーキ（固形物）は排出され、
２８メツシュサイズ以上のものはコンベヤベルト１４で
搬送され廃棄物トラック荷積み容器１６へ放出される。

廃棄物は廃棄物トラック受入容器１６からトラック３０
へ積載され、さらにぼた山３２へ移送される。

ここではローラ３４によりぼた山３２が所定のレベルに
なるようにならされる。ぼた山の高さは最初は１２イン
チ位であるが、さらに圧縮されて１／４に低くされ、ぼ
た山を空気から遮断して、火災を防１にするようにされ
る。

本発明にＪ：る固液分離装置の一実施例について第２図
乃至第４図を参照して説明する。

第２図において、本発明は開放端９２を有する容器９０
と、円錐形の底面９４と、好ましくは円筒形の側壁９６
と、回転軸９８に翼１００が固着された羽根車とから構
成されている。

前記回転輪９８は図示を省略した従来装置により回転可
能に支承されている。この羽根車は第４−図に示されて
いるように好ましくは互いに９０度離間した４枚の胃１
００を有している。ｗ１００は垂直に対して相対的に傾
斜されており、翼１００が接触する容器９０内のスラリ
ー液に対して下向きおよび周方向の力を与えるようにさ
れている。

しかしながら場合によっては翼１００を垂直に対して平
行に配置することｂある。

入口管１０４は開放端９２に近接した側壁９６を貫通し
て環状のヘッダー１０６に連結している。

この環状のヘッダー１０６から下方に向けて多数のチュ
ーブ１０８が配設されており、前記羽根車１０２の上方
に近接して開口端１１０が配置されている。

互に角度が９０疫離間した４本のチューブ１０８が示さ
れているが、チューブの本数を必要数とすることもでき
る。固体を含んだスラリー液１１２は入口管１０４、環
状ヘッダー１０６およびチューブ１０８を通って容器９
０内へ導かれる。

入口管１１４は開放＠９２の−り方に配置され環状のヘ
ッダー１１６に連結されている。この環状のヘッダー１
１６から下方に向けて多数のチ１ニ１１１８が配設され
ており、このチューブ１１８にはノズル１２０が備えら
れており、前記羽根車１０２の、に方に近接して配置さ
れている。

互に角度が９０度離間した４本のチューブ１１８が示さ
れているが、チューブの本数を必要数とづることもでき
る。

チューブ１１８の本数はチューブ１０８の本数と同数の
配置とイＴる。

活性化された希釈ポリマーの混合液のような凝集剤１２
２は入口管１１４、環状のヘッダー１１６およびチュー
ブ１１８を通って容器９０内へ導かれる。

出口管１２４は側壁９４のオーバーフローせき１２６に
配置されており、この出口管１２４により、容器９０か
ら清澄液が排出される。

円錐形の底面９４は内側面１２８を有し、この内側面１
２８は泡状の凝集物をドレンウェル１３０に集合させる
のに充分な傾斜状に形成されている。出口管１３２から
容器９０内の泡状の凝集物を含んだスラリー液１３４が
排出され、トレンウエル１３０を介して廃棄物フィルタ
ー２８のような適当な分離装置へ送られる。

レーキ１３６は従来通り濃縮されたスラリー液と泡状の
凝集物とをドレンウェル１３０へ移動させるようになっ
ている。

スラリー液１１２と凝集剤１２２の流入量番、Ｌ清澄液
の溢流とスラリー液１３４との流出量と対応しているの
で容器９０内の溶液のレベル１４０は一定レベルに保持
される。

スラリー液１１２，１２２．１２４および１３４の特性
が異なることから、容器９０内の溶液は多様の固体含有
率をもったスラリー液から構成されている。

作動に際して、羽根車１０２は、翼１００のチップスピ
ードが毎分３００乃至６００フィート、好ましくは毎分
５００フィートとなる位に充分な速廣で回転する。

買１００はスラリー液１３８内で回転して、強い拡はん
領域を形成する。

固体を含んだスラリー液１１２はチューブ１０８から流
入する一方、凝集剤１２２はチューブ１１８から噴霧さ
れる。

これらは流入するとすぐ、回転する翼１００によって形
成された強い拡はん領域の中へ入る。

この強い拡はんは凝集物相互間に多くの衝突を引きおこ
し、凝集物を最終的に小さくして一般的に泡状の形に見
えるようにする。

これらの比較的小さな泡状の凝集物を含んだスラリー液
は、廃棄物フィルター２８のような従来のフィルターを
通過するので、廃棄物フィルター２８で形成されるフィ
ルター・ケーキは、従来のスラリー液から形成されるも
のより密度が大きくなる。

図示を省略したバッフルが前記翼の回転に対応してスラ
リー液が容器内を旋回するのを防止するように配置され
ている。

第２図乃至第４図に示されている装置の大きさは処理さ
れる溶液量によって異なる。

第２図乃至第４図に示されている本発明の実施例におい
ては、容器９０は内径が約４０フィートの筒状の側壁を
有している。羽根車１０２のチップ・ダイアメータは約
２０フィー］−である。

羽根車１０２は翼１００のチップ・スピードが約毎分３
００乃〒６００フイー１〜、好ましくは約毎分５００フ
ィートとなるのに充分な速葭で回転する。

スラリー液１１２は各チューブ１０８の開放端１１０か
ら容器９０内へ、約毎分４００乃〒６００ガロン、好ま
しくは約１０分５３０ガＩ」ンの流量で、固体の含有率
が３乃至８Φｈ１パーセンｉ〜、好ましくは約４重量パ
ーセントで供給される。

一方排出されるスラリー液１３４は、凝集物が固体含有
率として３５乃至５０重量パーセント、好ましくは約４
０重量パーセントとなっている。

凝集剤は、活性化されたポリマー混合物が０．５重量パ
ーセント以下、好ましくは０．０３重量パーセントを含
んで、各チューブ１１８のノズル１２０から容器内へ供
給される。

活性化されたポリマーは、陽イオン的か、弱陰イオン的
か、陰イオン的か、それらの混合形態であって（）にい
。

羽根車１０２が回転してスラリー液と凝集剤に速度が与
えられ、強い拡はん領域が形成される。

これによりスラリー液内の固体は比較的小さい、泡状の
凝集物に形成されて、容器の内側面１２８に沈降り−る
。

清澄液の溢流量は溢流部の単位面積（ｆｔ２）当たり１
乃至、ＩＧＰＭ、好ましくは約２ＧＰＭ（ガロン／　ｔ
Ｆｊ分）である。

以−Ｌ述べられた本発明の概念は他の種々の例の具体化
が考えられるであろうし、従属クレームは今までの先行
技術以外の他の実施例を含むものと解釈できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組み込んだ石炭処理プラントのフ「１
−ダイアグラムの概略構成図、第２図は本発明の一実施
例を示した正断面図、第３図は第２図の一部の平面図、
第４図は第２図の羽根車の概略平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体中に含まれる固体を分離する方法において： 底面と側壁とを有する容器が備えられ； 前記容器内に所定の容量の固体と液体とを形成し； 前記容器内の固体と液体の容量を固体と液体の流入およ
   び流出を制御して実質的に一定に保持し；多数の翼を有
   する回転式羽根車を前記固体と液体との中で、前記翼の
   チップ・スピードが約毎分３００フィートと毎分６００
   フィートとの間となるように連続的に回転させ、強い拡
   はん領域を形成し； 液体中に固体を含んだ第１のスラリー液を前記強い拡は
   ん領域へ連続的に導き； 凝集剤を前記強い拡はん領域へ連続的に導いて、この凝
   集剤が前記第１のスラリー液に作用し、その中の固体を
   凝集物に形成し； 前記側壁の開口端に近接したオーバフロー装置により清
   澄液を連続的に溢流し； 前記凝集物を前記底面に連続的に沈降するようにさせ； 前記容器の底面から凝集物と液体とからなる第２のスラ
   リー液を排出し； 前記液体中に含まれる前記凝集物を連続的に分離排出す
   るようにしたことを特徴とする固液分離方法。 ２、前記第１のスラリー液と前記凝集剤とは実質的に同
   時に導かれるようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の固液分離方法。 ３、前記第１のスラリー液と前記凝集剤は近接した位置
   において導かれることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の固液分離方法。 ４、前記第１のスラリー液は多数の離間配置された位置
   から導かれるとともに前記凝集剤は多数の離間配置され
   た位置から導かれることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の固液分離方法。 ５、前記凝集物は比較的小さい泡状の形であることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の固液分離方法。 ６、前記凝集剤は約０．５重量パーセント濃度以下であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の固液分
   離方法。 ７、前記第１のスラリー液の前記固体は石炭前処理プラ
   ントからの２８メッシュサイズ以下の廃棄物であること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の固液分離方法
   。 ８、前記羽根車は前記翼のチップ・スピードが約毎分５
   ００フィートとなるのに充分な速度で回転することを特
   徴とする特許請求の範囲第５項記載の固液分離方法。 ９、液体中に含まれる固体を分離する装置において： 底面と側壁とを有する容器と； 前記容器内に収容された所定の容量の固体および液体と
   ； 前記容量を固体と液体の流入および流出を制御して一定
   に保持する装置と； 前記固体および液体の中に浸漬された多数の翼を有する
   回転する羽根車と； 前記翼のチップ・スピードを約毎分３００フィートと毎
   分６００フィートとの間にして前記固体と液体の中に強
   い拡はん領域を形成するように前記羽根車を充分な速度
   で連続的に回転させる装置と； 前記第１の固体を含んだスラリー液を前記強い拡はん領
   域に連続的に導く装置と； 前記凝集剤を前記強い拡はん領域に連続的に導き、前記
   凝集剤を前記第１のスラリー液に作用させ、その中の固
   体を凝集物に形成して前記底面に沈降させる装置と； 前記側壁の開口端に近接して配置されたオーバーフロー
   装置から清澄液を連続的に排出する装置と； 前記容器の底面から凝集物と液体とからなる第２のスラ
   リー液として前記凝集物を排出する装置と； 前記液体中に含まれる前記凝集物を分離する装置とが備
   えられたことを特徴とする固液分離装置。 １０、前記第１のスラリー液と前記凝集剤とは実質的に
   同時に導かれることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   記載の固液分離装置。 １１、前記凝集剤の導かれる装置は前記第１のスラリー
   液が導かれる装置に近接して配置されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項記載の固液分離装置。 １２、前記第１のスラリー液を導く装置は多数の離間配
   置されるとともに開放端を有するチューブから構成され
   る一方、前記凝集剤を導く装置は多数の離間配置された
   ノズルから構成されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１１項記載の固液分離装置。 １３、前記凝集物は比較的小さい、泡状の形であること
   を特徴とする特許請求の範囲１２項記載の固液分離装置
   。 １４、前記凝集剤は約０．５重量パーセント濃度以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載の固
   液分離装置。 １５、前記羽根車は、前記翼のチップ・スピードが約毎
   分５００フィートとなるように充分な速度で回転するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の固液分離
   装置。 １６、前記第１のスラリー液に含まれる固体は石炭前処
   理プラントからの２８メッシュサイズ以下の廃棄物であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１５項記載の固液
   分離装置。