JP2000254536A - メカノケミカル処理方法および装置 - Google Patents
メカノケミカル処理方法および装置Info
- Publication number
- JP2000254536A JP2000254536A JP11062588A JP6258899A JP2000254536A JP 2000254536 A JP2000254536 A JP 2000254536A JP 11062588 A JP11062588 A JP 11062588A JP 6258899 A JP6258899 A JP 6258899A JP 2000254536 A JP2000254536 A JP 2000254536A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer cylinder
- cylinder
- attached
- inner cylinder
- reaction chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Crushing And Grinding (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】メカノケミカル反応の速度を向上させ得る方
法、およびそのための装置を提供する。 【解決手段】内周面の回転軸方向および周方向にそれぞ
れ複数の翼4aが取り付けられ、かつ両端が閉じられ、
横置き状態で回転する外筒1と、外周面の回転軸方向お
よび周方向にそれぞれ複数の翼4bが取り付けられ、前
記外筒の軸を回転軸として回転する内筒2との間の反応
室5に、反応用ボールと被処理物を装入し、外筒および
内筒を互いに逆方向に回転させながら被処理物を反応さ
せる方法、およびそれに用いる装置。
法、およびそのための装置を提供する。 【解決手段】内周面の回転軸方向および周方向にそれぞ
れ複数の翼4aが取り付けられ、かつ両端が閉じられ、
横置き状態で回転する外筒1と、外周面の回転軸方向お
よび周方向にそれぞれ複数の翼4bが取り付けられ、前
記外筒の軸を回転軸として回転する内筒2との間の反応
室5に、反応用ボールと被処理物を装入し、外筒および
内筒を互いに逆方向に回転させながら被処理物を反応さ
せる方法、およびそれに用いる装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、常温下で、被処理
物を機械的に粉砕する過程で化学反応を起こさせるメカ
ノケミカル処理方法およびそれに用いる装置に関する。
物を機械的に粉砕する過程で化学反応を起こさせるメカ
ノケミカル処理方法およびそれに用いる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】機械的粉砕過程で化学反応が起こること
は比較的古くから知られており、一般にメカノケミカル
反応と総称されている。
は比較的古くから知られており、一般にメカノケミカル
反応と総称されている。
【0003】この反応は、ショック(衝撃)と摩擦に伴
う爆薬の力学的な起爆感度に関する研究を中心に、第二
次世界大戦前から戦中にかけて研究されていた。戦後、
セメントの固化促進、希土類金属の溶出促進、鉱物肥料
等の合成、酸化物の焼結性の改善、メカニカルアロイン
グによる特殊合金の製造等に応用されてきた。さらに
は、有機合成、医薬品の製造等の有機化学分野にまで応
用が広がってきている。
う爆薬の力学的な起爆感度に関する研究を中心に、第二
次世界大戦前から戦中にかけて研究されていた。戦後、
セメントの固化促進、希土類金属の溶出促進、鉱物肥料
等の合成、酸化物の焼結性の改善、メカニカルアロイン
グによる特殊合金の製造等に応用されてきた。さらに
は、有機合成、医薬品の製造等の有機化学分野にまで応
用が広がってきている。
【0004】メカノケミカル処理は、このメカノケミカ
ル反応を生じさせるための処理で、例えば、ボールミル
等の衝撃粉砕装置で機械的エネルギーを加えつつ被処理
物を混合粉砕する処理である。ボールの落下に伴う衝撃
力による粉砕の過程で被処理物は物理的に引きちぎら
れ、活性の高い分子面ができるので、メカノケミカル処
理を行うことによって、常温では起こり得ない反応を進
行させることができる。
ル反応を生じさせるための処理で、例えば、ボールミル
等の衝撃粉砕装置で機械的エネルギーを加えつつ被処理
物を混合粉砕する処理である。ボールの落下に伴う衝撃
力による粉砕の過程で被処理物は物理的に引きちぎら
れ、活性の高い分子面ができるので、メカノケミカル処
理を行うことによって、常温では起こり得ない反応を進
行させることができる。
【0005】メカノケミカル処理は、実験室的にはエネ
ルギー密度の高い衝撃力を被処理物に与え得る遊星ボー
ルミルを使用して行うことができる。しかし、遊星ボー
ルミルは粉砕室とミル全体の軸がずれているため、ミル
を大型にしたときの振動が激しい。したがって、一回の
処理量の限界は100g程度である。
ルギー密度の高い衝撃力を被処理物に与え得る遊星ボー
ルミルを使用して行うことができる。しかし、遊星ボー
ルミルは粉砕室とミル全体の軸がずれているため、ミル
を大型にしたときの振動が激しい。したがって、一回の
処理量の限界は100g程度である。
【0006】一般のボールミルを使用してもメカノケミ
カル反応は進行する。しかし、反応が遅く、例えば、効
果的なメカノケミカル処理を行った場合には数時間で反
応が完了するところ、数日から数週間を必要とする場合
もある。
カル反応は進行する。しかし、反応が遅く、例えば、効
果的なメカノケミカル処理を行った場合には数時間で反
応が完了するところ、数日から数週間を必要とする場合
もある。
【0007】一方、被粉砕物を液体中に懸濁させてスラ
リー状で粉砕する湿式粉砕が、乾式の粉砕に較べて微粉
を得やすく効率も高いため、広く利用されている。この
湿式粉砕を行うための装置として、横型の二重円筒の外
筒および内筒の間を粉砕室とし、外筒の内面および内筒
の外面に翼を設置した構造の粉砕装置が提案されている
(特公平7−32884号公報、特公平6−67490
号公報、特公平7−75677号公報等参照)。しか
し、これらの粉砕装置は、本来、微粉砕を目的として提
案されたもので、粉体の装入や排出に重点を置いてお
り、反応を均一かつ迅速に進行させ得る構造とはなって
おらず、運転条件等にも配慮がなされていないためメカ
ノケミカル反応を起こさせることは困難である。
リー状で粉砕する湿式粉砕が、乾式の粉砕に較べて微粉
を得やすく効率も高いため、広く利用されている。この
湿式粉砕を行うための装置として、横型の二重円筒の外
筒および内筒の間を粉砕室とし、外筒の内面および内筒
の外面に翼を設置した構造の粉砕装置が提案されている
(特公平7−32884号公報、特公平6−67490
号公報、特公平7−75677号公報等参照)。しか
し、これらの粉砕装置は、本来、微粉砕を目的として提
案されたもので、粉体の装入や排出に重点を置いてお
り、反応を均一かつ迅速に進行させ得る構造とはなって
おらず、運転条件等にも配慮がなされていないためメカ
ノケミカル反応を起こさせることは困難である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このように
常温では起こり得ない反応を生じさせることが可能なメ
カノケミカル反応の適用範囲をさらに拡大するために必
要な反応の均一化と反応速度の向上を図ることができる
メカノケミカル処理方法、およびそのための装置を提供
することを課題としてなされたものである。特に、焼却
処理に伴い環境汚染物質を生成する有機ハロゲン化合物
を含有する物質からのハロゲンの除去に効果的に適用で
きるメカノケミカル処理方法および処理装置を提供する
ことを目的としている。
常温では起こり得ない反応を生じさせることが可能なメ
カノケミカル反応の適用範囲をさらに拡大するために必
要な反応の均一化と反応速度の向上を図ることができる
メカノケミカル処理方法、およびそのための装置を提供
することを課題としてなされたものである。特に、焼却
処理に伴い環境汚染物質を生成する有機ハロゲン化合物
を含有する物質からのハロゲンの除去に効果的に適用で
きるメカノケミカル処理方法および処理装置を提供する
ことを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
(1)のメカノケミカル処理方法、および(2)のその
ための装置にある。
(1)のメカノケミカル処理方法、および(2)のその
ための装置にある。
【0010】(1)内周面の回転軸方向および周方向に
それぞれ複数の翼が取り付けられ、かつ両端が閉じら
れ、横置き状態で回転する外筒と、外周面の回転軸方向
および周方向にそれぞれ複数の翼が取り付けられ、前記
外筒の軸を回転軸として回転する内筒との間の反応室
に、反応用ボールと被処理物を装入し、外筒および内筒
を互いに逆方向に回転させながら被処理物を反応させる
メカノケミカル処理方法。
それぞれ複数の翼が取り付けられ、かつ両端が閉じら
れ、横置き状態で回転する外筒と、外周面の回転軸方向
および周方向にそれぞれ複数の翼が取り付けられ、前記
外筒の軸を回転軸として回転する内筒との間の反応室
に、反応用ボールと被処理物を装入し、外筒および内筒
を互いに逆方向に回転させながら被処理物を反応させる
メカノケミカル処理方法。
【0011】この場合、下記式で定義される外筒内壁
における遠心効果Zが0.5以上1.5以下となるよう
に外筒の回転数Nを設定し、内筒の回転数を内筒外壁に
おける周速度が2m/s以上となるように設定すれば、
より効果的であり、望ましい。
における遠心効果Zが0.5以上1.5以下となるよう
に外筒の回転数Nを設定し、内筒の回転数を内筒外壁に
おける周速度が2m/s以上となるように設定すれば、
より効果的であり、望ましい。
【0012】 Z=V2 /gr ・・・ ただし、V:外筒内壁の周速度[m/s] なお、V=Nπr/30 (ここで、Nは回転数[rpm]、rは外筒内壁の半径
[m]) g:重力加速度[m/s2 ] また、内筒に取り付けられた翼の半径方向の長さを反応
室の半径方向距離の50%以上とし、外筒に取り付けら
れた翼の周方向に対する傾斜角を3度以上10度未満と
し、かつ外筒および内筒にそれぞれ取り付けられた翼の
半径方向の長さの和を反応室の半径方向距離の95%以
下とすればより効果的であり、さらに、外筒および内筒
の回転数を上記のように設定すれば、より一層効果的で
ある。
[m]) g:重力加速度[m/s2 ] また、内筒に取り付けられた翼の半径方向の長さを反応
室の半径方向距離の50%以上とし、外筒に取り付けら
れた翼の周方向に対する傾斜角を3度以上10度未満と
し、かつ外筒および内筒にそれぞれ取り付けられた翼の
半径方向の長さの和を反応室の半径方向距離の95%以
下とすればより効果的であり、さらに、外筒および内筒
の回転数を上記のように設定すれば、より一層効果的で
ある。
【0013】(2)上記(1)に記載のメカノケミカル
処理方法を実施するための装置であって、横置き状態
で、同じ軸を回転軸として互いに逆方向に回転する外筒
と内筒とを備え、外筒は両端が閉じられていて外筒の内
周面の軸方向および周方向にそれぞれ複数の翼が取り付
けられ、内筒の外周面の軸方向および周方向にそれぞれ
複数の翼が取り付けられているメカノケミカル処理装
置。
処理方法を実施するための装置であって、横置き状態
で、同じ軸を回転軸として互いに逆方向に回転する外筒
と内筒とを備え、外筒は両端が閉じられていて外筒の内
周面の軸方向および周方向にそれぞれ複数の翼が取り付
けられ、内筒の外周面の軸方向および周方向にそれぞれ
複数の翼が取り付けられているメカノケミカル処理装
置。
【0014】この場合、内筒に取り付けられた翼の半径
方向の長さが反応室の半径方向距離の50%以上であ
り、外筒に取り付けられた翼の周方向に対する傾斜角が
3度以上10度未満であり、かつ外筒および内筒にそれ
ぞれ取り付けられた翼の半径方向の長さの和が反応室の
半径方向距離の95%以下であれば、より効果的であ
り、望ましい。
方向の長さが反応室の半径方向距離の50%以上であ
り、外筒に取り付けられた翼の周方向に対する傾斜角が
3度以上10度未満であり、かつ外筒および内筒にそれ
ぞれ取り付けられた翼の半径方向の長さの和が反応室の
半径方向距離の95%以下であれば、より効果的であ
り、望ましい。
【0015】なお、前記(1)でいう「外筒の軸」およ
び(2)でいう「同じ軸」とは、機械要素としての軸で
はなく、外筒、内筒を数学上の立体図形とみた場合のそ
の円筒の軸心(中心軸)を意味する。
び(2)でいう「同じ軸」とは、機械要素としての軸で
はなく、外筒、内筒を数学上の立体図形とみた場合のそ
の円筒の軸心(中心軸)を意味する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【0017】本発明のメカノケミカル処理方法は、上記
のように、二重円筒構造の処理装置を用い、外筒と内筒
の間の反応室に反応用ボールと被処理物を装入し、外筒
および内筒を互いに逆方向に回転させながら被処理物を
反応させる方法である。
のように、二重円筒構造の処理装置を用い、外筒と内筒
の間の反応室に反応用ボールと被処理物を装入し、外筒
および内筒を互いに逆方向に回転させながら被処理物を
反応させる方法である。
【0018】この方法を実施するための装置、すなわ
ち、本発明のメカノケミカル処理装置の一例の構成を図
1および図2に示す。図1は縦断面図、図2は図1のA
−A矢視断面図である。
ち、本発明のメカノケミカル処理装置の一例の構成を図
1および図2に示す。図1は縦断面図、図2は図1のA
−A矢視断面図である。
【0019】図1および図2に示すように、この装置
は、横置き状態で、同じ中心軸を回転軸として互いに逆
方向に回転する外筒1と内筒2とを備えている。
は、横置き状態で、同じ中心軸を回転軸として互いに逆
方向に回転する外筒1と内筒2とを備えている。
【0020】外筒1の内周面には、軸方向および周方向
にそれぞれ複数の翼4a(以下、外筒の翼という)が取
り付けられており、内筒2の外周面にも、軸方向および
周方向にそれぞれ複数の翼4b(以下、内筒の翼とい
う)が取り付けられている。なお、翼の設置数は図示し
た例に限定されない。外筒の翼および内筒の翼のいずれ
も、軸方向については、4〜16枚、周方向について
は、4〜8枚とするのが望ましい。
にそれぞれ複数の翼4a(以下、外筒の翼という)が取
り付けられており、内筒2の外周面にも、軸方向および
周方向にそれぞれ複数の翼4b(以下、内筒の翼とい
う)が取り付けられている。なお、翼の設置数は図示し
た例に限定されない。外筒の翼および内筒の翼のいずれ
も、軸方向については、4〜16枚、周方向について
は、4〜8枚とするのが望ましい。
【0021】外筒1の両端にはフランジ3に固定された
外板3-1、3-2が取り付けられ、両端が閉じられた状態
になっており、外筒と内筒の間に被処理物を装入して反
応を起こさせる反応室が形成されている。なお、フラン
ジ3は軸受6で支持され、基礎(図示せず)に固定され
ている。また、一方のフランジ3の端部には、モータの
動力をベルトにより外筒1に伝えるためのプーリー7が
取り付けられている。
外板3-1、3-2が取り付けられ、両端が閉じられた状態
になっており、外筒と内筒の間に被処理物を装入して反
応を起こさせる反応室が形成されている。なお、フラン
ジ3は軸受6で支持され、基礎(図示せず)に固定され
ている。また、一方のフランジ3の端部には、モータの
動力をベルトにより外筒1に伝えるためのプーリー7が
取り付けられている。
【0022】この装置例では、内筒2の一方の端には、
反応室5内に被処理物を供給するためのスクリューフィ
ーダ8を内部に備えた被処理物供給管9が固設され、供
給ホッパー10に接続されている。スクリューフィーダ
8の先端には被処理物を反応室5へ導入するための通路
であるガイド11が取り付けられている。また、反応室
5の端部には、仕切板17が外筒1との間に僅かな隙間
17-1が設けられた状態で内筒2に取り付けられてい
る。被処理物はこの仕切板17と外筒1との間の隙間1
7-1を通過して反応室5の中央方向へ供給される。
反応室5内に被処理物を供給するためのスクリューフィ
ーダ8を内部に備えた被処理物供給管9が固設され、供
給ホッパー10に接続されている。スクリューフィーダ
8の先端には被処理物を反応室5へ導入するための通路
であるガイド11が取り付けられている。また、反応室
5の端部には、仕切板17が外筒1との間に僅かな隙間
17-1が設けられた状態で内筒2に取り付けられてい
る。被処理物はこの仕切板17と外筒1との間の隙間1
7-1を通過して反応室5の中央方向へ供給される。
【0023】内筒2の他方の端には、冷却水を内筒の内
部に供給するための冷却水供給管12を内部に備えた支
持管13が固設され、ロータリージョイント(図示せ
ず)に接続されている。なお、冷却水供給管12から供
給された冷却水はこの供給管12と支持管13との間隙
12-1を通過して排出される。また、外筒1の外周には
冷却管20が配設されている。
部に供給するための冷却水供給管12を内部に備えた支
持管13が固設され、ロータリージョイント(図示せ
ず)に接続されている。なお、冷却水供給管12から供
給された冷却水はこの供給管12と支持管13との間隙
12-1を通過して排出される。また、外筒1の外周には
冷却管20が配設されている。
【0024】内筒2の両端に固設された被処理物供給管
9および支持管13はそれぞれ軸受14で支持され、か
つ、外筒1の両端に取り付けられたフランジ3との間に
は、外筒1および内筒2の互いに逆方向への回転を円滑
に行わせるためのベアリング15がはめ込まれている。
また、被処理物供給管9の端部には、モータの動力をベ
ルトにより内筒2に伝えるためのプーリー16が取り付
けられている。
9および支持管13はそれぞれ軸受14で支持され、か
つ、外筒1の両端に取り付けられたフランジ3との間に
は、外筒1および内筒2の互いに逆方向への回転を円滑
に行わせるためのベアリング15がはめ込まれている。
また、被処理物供給管9の端部には、モータの動力をベ
ルトにより内筒2に伝えるためのプーリー16が取り付
けられている。
【0025】反応室5の被処理物供給側とは反対側(反
応室の出側)に、反応物を回収するための生成物回収槽
19が取り付けられている。フランジ3に固定された外
板3-2には、図3に示すように、板3-2の外寄りの周方
向に等間隔で6個の開口18が設けられており、この開
口18から排出される反応物が生成物回収槽19で回収
される。なお、操業時には、外板3-2の外側に反応用ボ
ールの排出を防ぐための網(図示せず)が取り付けられ
る。また、反応用ボールを反応室外に取り出す場合は、
その網を外し、開口18から取り出す。
応室の出側)に、反応物を回収するための生成物回収槽
19が取り付けられている。フランジ3に固定された外
板3-2には、図3に示すように、板3-2の外寄りの周方
向に等間隔で6個の開口18が設けられており、この開
口18から排出される反応物が生成物回収槽19で回収
される。なお、操業時には、外板3-2の外側に反応用ボ
ールの排出を防ぐための網(図示せず)が取り付けられ
る。また、反応用ボールを反応室外に取り出す場合は、
その網を外し、開口18から取り出す。
【0026】上記の装置を用いて本発明のメカノケミカ
ル処理方法を実施するには、外板3-2に設けられている
開口18から反応室5内に反応用ボールを装填し、外板
3-2の外側に前記の網を取り付け、外筒1および内筒2
を互いに逆方向に回転させながら粉状の被処理物を供給
ホッパー10に供給する。供給された被処理物は、スク
リューフィーダ8により移送され、ガイド11に導か
れ、仕切板17と外筒1との間の隙間17-1を通過して
反応室5内に装入される。被処理物は反応室内で機械的
エネルギーを加えられつつ更に衝撃粉砕を受ける過程で
反応し、徐々に生成物回収槽19側へ移行するので、反
応生成物を前記外板3-2に設けた開口18から連続的に
回収槽19内に回収することができる。
ル処理方法を実施するには、外板3-2に設けられている
開口18から反応室5内に反応用ボールを装填し、外板
3-2の外側に前記の網を取り付け、外筒1および内筒2
を互いに逆方向に回転させながら粉状の被処理物を供給
ホッパー10に供給する。供給された被処理物は、スク
リューフィーダ8により移送され、ガイド11に導か
れ、仕切板17と外筒1との間の隙間17-1を通過して
反応室5内に装入される。被処理物は反応室内で機械的
エネルギーを加えられつつ更に衝撃粉砕を受ける過程で
反応し、徐々に生成物回収槽19側へ移行するので、反
応生成物を前記外板3-2に設けた開口18から連続的に
回収槽19内に回収することができる。
【0027】被処理物としては、メカノケミカル反応を
生じ得る物質であればいずれも使用し得る。特に、前述
した焼却処理に伴い環境汚染物質を生成する有機ハロゲ
ン化合物を含有する物質を対象とすれば、この有機ハロ
ゲン化合物からハロゲンを効率よく除去することができ
る。この場合、有機ハロゲン化合物中の塩素と結合して
水溶性のハロゲン化物を生成するナトリウム、カルシウ
ム、ストロンチウム等の酸化物および/または水酸化物
を含有する物質を処理の対象である有機ハロゲン化合物
(例えば、ポリ塩化ビニル樹脂等)に加えて混合したも
のを被処理物として用いればよい。
生じ得る物質であればいずれも使用し得る。特に、前述
した焼却処理に伴い環境汚染物質を生成する有機ハロゲ
ン化合物を含有する物質を対象とすれば、この有機ハロ
ゲン化合物からハロゲンを効率よく除去することができ
る。この場合、有機ハロゲン化合物中の塩素と結合して
水溶性のハロゲン化物を生成するナトリウム、カルシウ
ム、ストロンチウム等の酸化物および/または水酸化物
を含有する物質を処理の対象である有機ハロゲン化合物
(例えば、ポリ塩化ビニル樹脂等)に加えて混合したも
のを被処理物として用いればよい。
【0028】本発明のメカノケミカル処理方法におい
て、反応室を二重円筒構造の外筒と内筒の間に設け、外
筒と内筒を互いに逆方向に回転させるのは、被処理物に
加える機械的エネルギーの密度を高めるためである。外
筒の内周および内筒の外周に翼を取り付け、反応室内に
反応用ボールを装入することによってこの効果は一層高
められる。その結果、被処理物のメカノケミカル反応の
速度を早め、短時間での処理が可能となる。
て、反応室を二重円筒構造の外筒と内筒の間に設け、外
筒と内筒を互いに逆方向に回転させるのは、被処理物に
加える機械的エネルギーの密度を高めるためである。外
筒の内周および内筒の外周に翼を取り付け、反応室内に
反応用ボールを装入することによってこの効果は一層高
められる。その結果、被処理物のメカノケミカル反応の
速度を早め、短時間での処理が可能となる。
【0029】反応によっては多量の熱が発生するが、上
記のように冷却可能な装置を用いれば、反応室内の過度
の温度上昇を防止し、長時間の連続運転を支障なく行う
ことができる。
記のように冷却可能な装置を用いれば、反応室内の過度
の温度上昇を防止し、長時間の連続運転を支障なく行う
ことができる。
【0030】反応室に装填する反応用ボールの直径およ
び充填率は特に限定しない。従来の粉砕用のボールミル
で用いられているボールの直径および充填率に準じて定
めればよい。
び充填率は特に限定しない。従来の粉砕用のボールミル
で用いられているボールの直径および充填率に準じて定
めればよい。
【0031】上記本発明方法において、外筒の回転数を
下記式で定義される外筒内壁における遠心効果Zが
0.5以上1.5以下となるように設定し、内筒の回転
数を内筒外壁における周速度が2m/s以上となるよう
に設定すれば、メカノケミカル処理を一層効率よく行う
ことができる。
下記式で定義される外筒内壁における遠心効果Zが
0.5以上1.5以下となるように設定し、内筒の回転
数を内筒外壁における周速度が2m/s以上となるよう
に設定すれば、メカノケミカル処理を一層効率よく行う
ことができる。
【0032】 Z=a/g =V2 /gr ・・・ ただし、a:遠心加速度[m/s2 ] g:重力加速度[m/s2 ] V:外筒内壁の周速度[m/s] なお、V=Nπr/30 (ここで、Nは回転数[rpm]、rは外筒内壁の半径
[m]) 外筒の回転数が大きく、周速度が速すぎて、外筒内壁に
おける遠心効果Zが1.5を超えると、被処理物が遠心
力で反応室の外筒側の内壁に張り付いてしまい、反応性
が悪くなる。また、ボールミルの機能を発揮させるため
には、遠心効果Zは0.5以上とするのがよい。したが
って、外筒の回転数は、上記のように設定するのが望ま
しい。
[m]) 外筒の回転数が大きく、周速度が速すぎて、外筒内壁に
おける遠心効果Zが1.5を超えると、被処理物が遠心
力で反応室の外筒側の内壁に張り付いてしまい、反応性
が悪くなる。また、ボールミルの機能を発揮させるため
には、遠心効果Zは0.5以上とするのがよい。したが
って、外筒の回転数は、上記のように設定するのが望ま
しい。
【0033】内筒の回転数は、内筒外壁における周速度
が2m/s未満では反応の進行が遅くなるので、2m/
s以上となるように設定するのが望ましい。なお、回転
数は大きいほどよいが、設備上の制約から自ずと上限が
定められる。
が2m/s未満では反応の進行が遅くなるので、2m/
s以上となるように設定するのが望ましい。なお、回転
数は大きいほどよいが、設備上の制約から自ずと上限が
定められる。
【0034】また、上記本発明のメカノケミカル処理方
法において、用いる処理装置の外筒の翼および内筒の翼
の長さおよび取り付け角度を所定の範囲に設定すれば、
メカノケミカル処理を効率よく行うことができる。すな
わち、前記の図2(すなわち、本発明のメカノケミカル
処理装置)において、内筒の翼の半径方向の長さ(L
1 )を反応室の半径方向距離(L2 )の50%以上と
し、外筒の翼の周方向に対する傾斜角を3度以上10度
未満とし、かつ外筒の翼および内筒の翼の半径方向の長
さの和(L3 +L1 )を反応室の半径方向距離(L2 )
の95%以下として上記本発明の方法を実施すれば、メ
カノケミカル処理の効率を一層高めることができる。な
お、前記の外筒の翼の周方向に対する傾斜角とは、外筒
の内壁を平面に展開した図4において、図中に示した周
方向に対する角度θをいう。
法において、用いる処理装置の外筒の翼および内筒の翼
の長さおよび取り付け角度を所定の範囲に設定すれば、
メカノケミカル処理を効率よく行うことができる。すな
わち、前記の図2(すなわち、本発明のメカノケミカル
処理装置)において、内筒の翼の半径方向の長さ(L
1 )を反応室の半径方向距離(L2 )の50%以上と
し、外筒の翼の周方向に対する傾斜角を3度以上10度
未満とし、かつ外筒の翼および内筒の翼の半径方向の長
さの和(L3 +L1 )を反応室の半径方向距離(L2 )
の95%以下として上記本発明の方法を実施すれば、メ
カノケミカル処理の効率を一層高めることができる。な
お、前記の外筒の翼の周方向に対する傾斜角とは、外筒
の内壁を平面に展開した図4において、図中に示した周
方向に対する角度θをいう。
【0035】このように、外筒の翼および内筒の翼の長
さおよび取り付け角度を上記の範囲に設定し、さらに、
外筒および内筒の回転数を前述したように設定すれば、
メカノケミカル処理をより一層効率よく行うことができ
る。
さおよび取り付け角度を上記の範囲に設定し、さらに、
外筒および内筒の回転数を前述したように設定すれば、
メカノケミカル処理をより一層効率よく行うことができ
る。
【0036】翼、特に内筒の翼が撹拌効果が大きく、上
記のように、内筒の翼の長さが反応室の半径方向距離の
50%以上であると、反応室内での被処理物の撹拌が十
分に行われ、メカノケミカル反応が均一に進行する。し
かし、外筒の翼および内筒の翼の半径方向の長さの和が
反応室の半径方向距離の95%を超えると撹拌抵抗が大
きくなり、翼の摩耗も大きくなる。
記のように、内筒の翼の長さが反応室の半径方向距離の
50%以上であると、反応室内での被処理物の撹拌が十
分に行われ、メカノケミカル反応が均一に進行する。し
かし、外筒の翼および内筒の翼の半径方向の長さの和が
反応室の半径方向距離の95%を超えると撹拌抵抗が大
きくなり、翼の摩耗も大きくなる。
【0037】なお、内筒の翼の長さを上記のように設定
した場合、内筒の翼の回転軸方向における設置間隔は、
反応室の半径方向距離の50〜100%とするのが適当
である。すなわち、前記の図1において、内筒の翼の設
置間隔L4 が反応室の半径方向距離L2 の50%未満で
は翼の設置間隔が短く、翼の本数が多くなり、撹拌抵抗
が大きく、翼の摩耗も大きくなる。一方、100%を超
えると撹拌が不十分で反応速度が低下する。
した場合、内筒の翼の回転軸方向における設置間隔は、
反応室の半径方向距離の50〜100%とするのが適当
である。すなわち、前記の図1において、内筒の翼の設
置間隔L4 が反応室の半径方向距離L2 の50%未満で
は翼の設置間隔が短く、翼の本数が多くなり、撹拌抵抗
が大きく、翼の摩耗も大きくなる。一方、100%を超
えると撹拌が不十分で反応速度が低下する。
【0038】一方、外筒の翼は、それがない場合に比べ
存在するだけで撹拌効果があるが、特に、角度を付け
て、すなわち図4に示したように、周方向に対する傾斜
角θが3度以上になるように設置されていると、軸方向
の撹拌が効果的に行われ、反応室内全体にわたり反応を
均一に進行させることが可能となる。ただし、傾斜角θ
が10度以上になると撹拌抵抗が増大し、それに伴う摩
耗の増加が認められる。
存在するだけで撹拌効果があるが、特に、角度を付け
て、すなわち図4に示したように、周方向に対する傾斜
角θが3度以上になるように設置されていると、軸方向
の撹拌が効果的に行われ、反応室内全体にわたり反応を
均一に進行させることが可能となる。ただし、傾斜角θ
が10度以上になると撹拌抵抗が増大し、それに伴う摩
耗の増加が認められる。
【0039】上記本発明のメカノケミカル処理方法によ
れば、外筒のみからなる従来の一重円筒ボールミルを用
いる場合に比べ、メカノケミカル反応を均一に進行さ
せ、かつ反応速度を著しく上昇させることができる。ま
た、この方法は上述した本発明のメカノケミカル処理装
置によれば容易に実施することができる。
れば、外筒のみからなる従来の一重円筒ボールミルを用
いる場合に比べ、メカノケミカル反応を均一に進行さ
せ、かつ反応速度を著しく上昇させることができる。ま
た、この方法は上述した本発明のメカノケミカル処理装
置によれば容易に実施することができる。
【0040】
【実施例】前記図1および図2に示した構成を有する1
〜10kg規模のメカノケミカル処理装置(外筒:内径
420mm、長さ650mm、内筒:内径160mm、
長さ540mm)を用い、粉状のポリ塩化ビニル1kg
と生石灰3.6kgの混合物を被処理物として反応室に
装入し、表1に示した条件でメカノケミカル処理を行っ
た。処理時間は、1時間、3時間および5時間とした。
〜10kg規模のメカノケミカル処理装置(外筒:内径
420mm、長さ650mm、内筒:内径160mm、
長さ540mm)を用い、粉状のポリ塩化ビニル1kg
と生石灰3.6kgの混合物を被処理物として反応室に
装入し、表1に示した条件でメカノケミカル処理を行っ
た。処理時間は、1時間、3時間および5時間とした。
【0041】処理後、反応室の長さ方向の両端から混合
物(反応生成物)を取り出し、約1時間、容量100リ
ットルの水中で撹拌しながら水洗し、濾過した後、残渣
中の塩素分析を行ってポリ塩化ビニルの脱塩素率を求め
た。
物(反応生成物)を取り出し、約1時間、容量100リ
ットルの水中で撹拌しながら水洗し、濾過した後、残渣
中の塩素分析を行ってポリ塩化ビニルの脱塩素率を求め
た。
【0042】処理に際し、反応室内に反応用ボールとし
て直径10mmのステンレス鋼のボールを4万個(約1
70kg)装入した。これは、見掛け体積として、反応
室の体積(容積)の半分以上を占める量である。
て直径10mmのステンレス鋼のボールを4万個(約1
70kg)装入した。これは、見掛け体積として、反応
室の体積(容積)の半分以上を占める量である。
【0043】図1および図2に示したように、外筒の翼
の設置数は軸方向に等間隔(114mm)で5枚、周方
向に90度ピッチで4枚であり、内筒の翼の設置数は、
軸方向に等間隔(114mm)で4枚、周方向に90度
ピッチで4枚である。
の設置数は軸方向に等間隔(114mm)で5枚、周方
向に90度ピッチで4枚であり、内筒の翼の設置数は、
軸方向に等間隔(114mm)で4枚、周方向に90度
ピッチで4枚である。
【0044】なお、比較のために、翼が設置されておら
ず、外筒のみの一重の円筒ボールミルを用いて同様の処
理を行った。この場合の円筒の内径は420mm、有効
長さは470mmで、ボールの装入量は上記と同量と
し、回転数は70rpmとした。
ず、外筒のみの一重の円筒ボールミルを用いて同様の処
理を行った。この場合の円筒の内径は420mm、有効
長さは470mmで、ボールの装入量は上記と同量と
し、回転数は70rpmとした。
【0045】結果を表1に併せて示す。なお、表1の
「ケース」欄のA−1、A−2等の1および2は、脱塩
素率がそれぞれ反応室の一方の端および他方の端で採取
した試料についての値であることを示す。また、「外
筒」の欄の翼の傾斜角は、外筒の周方向に対する傾斜角
である。
「ケース」欄のA−1、A−2等の1および2は、脱塩
素率がそれぞれ反応室の一方の端および他方の端で採取
した試料についての値であることを示す。また、「外
筒」の欄の翼の傾斜角は、外筒の周方向に対する傾斜角
である。
【0046】
【表1】
【0047】表1の結果から明らかなように、一重の円
筒ボールミルを用いた比較例に比べ、本発明例ではいず
れも極めて良好な結果が得られた。
筒ボールミルを用いた比較例に比べ、本発明例ではいず
れも極めて良好な結果が得られた。
【0048】特に、ケースA、すなわち、内筒の翼の半
径方向の長さを反応室の半径方向距離((420−160)/2=
130mm )の50%以上(このケースAでは、65×100/13
0 =50%)とし、外筒に取り付けられた翼の周方向に対
する傾斜角を3度以上10度未満(同じく、 5度)と
し、かつ外筒および内筒にそれぞれ取り付けられた翼の
半径方向の長さの和を反応室の半径方向距離の95%以
下(同じく、(45+65)×100 /130 =84.6%)という望
ましい条件に設定した場合は、5時間処理した後の脱塩
素率は非常に高く、反応室の両端でのバラツキもほとん
どなかった。なお、このケースAでは、前記式により
求められる外筒内壁における遠心効果Zが1.15で、
内筒の周速度が2.5m/sであり、外筒および内筒の
回転数も前述した望ましい条件下にある。
径方向の長さを反応室の半径方向距離((420−160)/2=
130mm )の50%以上(このケースAでは、65×100/13
0 =50%)とし、外筒に取り付けられた翼の周方向に対
する傾斜角を3度以上10度未満(同じく、 5度)と
し、かつ外筒および内筒にそれぞれ取り付けられた翼の
半径方向の長さの和を反応室の半径方向距離の95%以
下(同じく、(45+65)×100 /130 =84.6%)という望
ましい条件に設定した場合は、5時間処理した後の脱塩
素率は非常に高く、反応室の両端でのバラツキもほとん
どなかった。なお、このケースAでは、前記式により
求められる外筒内壁における遠心効果Zが1.15で、
内筒の周速度が2.5m/sであり、外筒および内筒の
回転数も前述した望ましい条件下にある。
【0049】内筒の翼の長さが短いケースCでは、脱塩
素反応の速度は、特に望ましい条件下で行われたケース
Aに比べると遅かったが、反応室の両端で脱塩素率にほ
とんど差はなく、反応は均一に進行した。
素反応の速度は、特に望ましい条件下で行われたケース
Aに比べると遅かったが、反応室の両端で脱塩素率にほ
とんど差はなく、反応は均一に進行した。
【0050】一方、内筒の翼の長さが長いケースD、お
よび、外筒の翼の傾斜角を0度、すなわち翼を外筒の周
方向に対して平行に取り付けたケースEでは、反応室の
両端で脱塩素率に若干のバラツキがみられたが、ケース
Cに比べると脱塩素反応の速度は速かった。
よび、外筒の翼の傾斜角を0度、すなわち翼を外筒の周
方向に対して平行に取り付けたケースEでは、反応室の
両端で脱塩素率に若干のバラツキがみられたが、ケース
Cに比べると脱塩素反応の速度は速かった。
【0051】外筒の回転数が小さいケースFでも、脱塩
素率に若干のバラツキがみられたが、ケースCに比べる
と反応速度は速かった。
素率に若干のバラツキがみられたが、ケースCに比べる
と反応速度は速かった。
【0052】ケースGは外筒の回転数が大きかった場合
であるが、周速度が大きいため被処理物が遠心力で外筒
の内壁に張り付いて反応性がわるくなり、ケースAに比
べると反応速度が若干低下した。
であるが、周速度が大きいため被処理物が遠心力で外筒
の内壁に張り付いて反応性がわるくなり、ケースAに比
べると反応速度が若干低下した。
【0053】ケースHは内筒の回転数が小さかった場合
であるが、ケースAに比べると反応速度の若干の低下が
認められた。
であるが、ケースAに比べると反応速度の若干の低下が
認められた。
【0054】
【発明の効果】本発明のメカノケミカル処理方法によれ
ば、メカノケミカル反応を均一に進行させ、かつ反応速
度を著しく向上させることが可能である。特に、有機ハ
ロゲン化合物を含有する物質(例えば、ポリ塩化ビニ
ル)からのハロゲンの除去に効果的に適用することがで
きる。
ば、メカノケミカル反応を均一に進行させ、かつ反応速
度を著しく向上させることが可能である。特に、有機ハ
ロゲン化合物を含有する物質(例えば、ポリ塩化ビニ
ル)からのハロゲンの除去に効果的に適用することがで
きる。
【0055】上記本発明の方法は、本発明のメカノケミ
カル処理装置により容易に実施することができる。
カル処理装置により容易に実施することができる。
【図1】本発明のメカノケミカル処理装置の一例の構成
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図2】図1のA−A矢視断面図である。
【図3】本発明のメカノケミカル処理装置の反応室の出
側に取り付けられた外板の一例を示す図である。
側に取り付けられた外板の一例を示す図である。
【図4】本発明のメカノケミカル処理装置の外筒の内壁
を平面に展開した図である。
を平面に展開した図である。
1:外筒 2:内筒 3:フランジ 3-1、3-2:外板 4a、4b:翼 5:反応室 6:軸受 7:プーリー 8:スクリューフィーダ 9:被処理物供給管 10:供給ホッパー 11:ガイド 12:冷却水供給管 12-1:間隙 13:支持管 14:軸受 15:ベアリング 16:プーリー 17:仕切板 17-1:隙間 18:開口 19:生成物回収槽 20:冷却管 L1 :内筒の翼の半径方向の長さ L2 :反応室の半径方向距離 L3 :外筒の翼の半径方向の長さ L4 :内筒の翼の回転軸方向における設置間隔 θ:外筒の翼の周方向に対する傾斜角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D063 FF02 FF14 FF21 FF35 GA10 GC01 GC14 GC17 GC21 GC31 GD24 4G075 AA22 BA05 EB27 EC11 ED09 EE01
Claims (5)
- 【請求項1】内周面の回転軸方向および周方向にそれぞ
れ複数の翼が取り付けられ、かつ両端が閉じられ、横置
き状態で回転する外筒と、外周面の回転軸方向および周
方向にそれぞれ複数の翼が取り付けられ、前記外筒の軸
を回転軸として回転する内筒との間の反応室に、反応用
ボールと被処理物を装入し、外筒および内筒を互いに逆
方向に回転させながら被処理物を反応させることを特徴
とするメカノケミカル処理方法。 - 【請求項2】下記式で定義される外筒内壁における遠
心効果Zが0.5以上1.5以下となるように外筒の回
転数Nを設定し、内筒の回転数を内筒外壁における周速
度が2m/s以上となるように設定することを特徴とす
る請求項1に記載のメカノケミカル処理方法。 Z=V2 /gr ・・・ ただし、V:外筒内壁の周速度[m/s] なお、V=Nπr/30 (ここで、Nは回転数[rpm]、rは外筒内壁の半径
[m]) g:重力加速度[m/s2 ] - 【請求項3】内筒に取り付けられた翼の半径方向の長さ
を反応室の半径方向距離の50%以上とし、外筒に取り
付けられた翼の周方向に対する傾斜角を3度以上10度
未満とし、かつ外筒および内筒にそれぞれ取り付けられ
た翼の半径方向の長さの和を反応室の半径方向距離の9
5%以下とすることを特徴とする請求項1または2に記
載のメカノケミカル処理方法。 - 【請求項4】請求項1に記載のメカノケミカル処理方法
を実施するための装置であって、横置き状態で、同じ軸
を回転軸として互いに逆方向に回転する外筒と内筒とを
備え、外筒は両端が閉じられていて外筒の内周面の軸方
向および周方向にそれぞれ複数の翼が取り付けられ、内
筒の外周面の軸方向および周方向にそれぞれ複数の翼が
取り付けられていることを特徴とするメカノケミカル処
理装置。 - 【請求項5】内筒に取り付けられた翼の半径方向の長さ
が反応室の半径方向距離の50%以上であり、外筒に取
り付けられた翼の周方向に対する傾斜角が3度以上10
度未満であり、かつ外筒および内筒にそれぞれ取り付け
られた翼の半径方向の長さの和が反応室の半径方向距離
の95%以下であることを特徴とする請求項4に記載の
メカノケミカル処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11062588A JP2000254536A (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | メカノケミカル処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11062588A JP2000254536A (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | メカノケミカル処理方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000254536A true JP2000254536A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13204643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11062588A Pending JP2000254536A (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | メカノケミカル処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000254536A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006111909A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Nasu Denki Tekko Co Ltd | ボールミル装置、当該装置を用いた水素吸蔵合金粉末の製造方法、及び水素吸蔵合金粉末 |
| JP2009028687A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Chuo Kakoki Kk | メカノケミストリー処理の方法 |
| CN103100468A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-15 | 平邑开元新型建材有限公司 | 煅烧石膏粉粉磨与混均方法 |
| JP2013215666A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Ricoh Co Ltd | メディア攪拌型ミル及び分散体の製造方法 |
| JP2023139499A (ja) * | 2022-03-22 | 2023-10-04 | Jsr株式会社 | カップリング反応物の製造方法及びメカノケミカル反応装置 |
-
1999
- 1999-03-10 JP JP11062588A patent/JP2000254536A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006111909A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Nasu Denki Tekko Co Ltd | ボールミル装置、当該装置を用いた水素吸蔵合金粉末の製造方法、及び水素吸蔵合金粉末 |
| JP2009028687A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Chuo Kakoki Kk | メカノケミストリー処理の方法 |
| JP2013215666A (ja) * | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Ricoh Co Ltd | メディア攪拌型ミル及び分散体の製造方法 |
| CN103100468A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-15 | 平邑开元新型建材有限公司 | 煅烧石膏粉粉磨与混均方法 |
| JP2023139499A (ja) * | 2022-03-22 | 2023-10-04 | Jsr株式会社 | カップリング反応物の製造方法及びメカノケミカル反応装置 |
| JP7664197B2 (ja) | 2022-03-22 | 2025-04-17 | Jsr株式会社 | カップリング反応物の製造方法及びメカノケミカル反応装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4603688B2 (ja) | ばら粒状材料の高密度化 | |
| JP2000254536A (ja) | メカノケミカル処理方法および装置 | |
| CN220715815U (zh) | 一种连续生产三聚氰酸的系统 | |
| US5205499A (en) | Planetary grinding apparatus | |
| US3929416A (en) | Process and apparatus for producing gypsum lumps | |
| RU2371403C1 (ru) | Механоактиватор цемента и способ измельчения и механической активации цемента с его использованием | |
| CN107413258A (zh) | 一种搅拌装置以及使用该搅拌装置的灭火剂生产系统 | |
| CN102746074B (zh) | 一种炸药的敏化方法 | |
| US5375783A (en) | Planetary grinding apparatus | |
| CN222343781U (zh) | 一种二次铝灰脱氮处理设备 | |
| CA1132146A (en) | Process for plant scale production of cement with mechanical compounding | |
| US6534494B1 (en) | Process for the preparation of cefuroxime axetil in an amorphous form | |
| CN1116254C (zh) | 用废单基药制备的粉状炸药 | |
| JP2002504060A (ja) | 膨張スラッグの製造方法 | |
| CN207204016U (zh) | 一种复混肥生产用原料混合装置 | |
| US3290018A (en) | Method of producing concrete | |
| US2710795A (en) | Preparation of fertilizer material | |
| JP2699715B2 (ja) | 粉体原料の混合造粒方法 | |
| JP2002317228A (ja) | 難造粒鉄鉱石粉の処理方法 | |
| US4207008A (en) | Apparatus and process for continuous surface treatments of propellant powders | |
| EP1534418B1 (en) | Densifying of a bulk particulate material | |
| CN117358158A (zh) | 一种连续生产三聚氰酸的方法 | |
| JPH0659398B2 (ja) | ダイヤモンド合成用爆薬組成物 | |
| CN120790073B (zh) | 一种双层互逆转子反应器、纳米碳酸钙及制备方法 | |
| SU575122A1 (ru) | Диспергатор |