JP2000500062A - ２種類の不相溶性液体の混合／分離方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 密度の異なる２種類の不相溶性液体の混合／分離方法、及び、本方法のための装置を開示する。混合槽から回収され、分離槽へ向かう途上で前分離した画分を別個に分離槽に回収して、上記分離槽で個別に処理する。

Description

【発明の詳細な説明】２種類の不相溶性液体の混合／分離方法及びその装置 本発明は、異なる密度を有する２種類の不相溶性液体の混合及び分離方法、並 びに、上記方法に関連する装置を提供する。本明細書中、このような装置を混合 槽／分離槽装置、又は、混合槽／デカンター装置という。ここでは、液体／液体 抽出を行う。 本発明の好ましい態様は、上設式流路（上記混合槽と上記デカンターは、上記 デカンターの上部に設置された流路により連結している）を備えた向流型の混合 槽／デカンター装置〔上記混合槽から最も離れた端（「供給口」）から、上記デ カンターに供給される〕において、２種類の液体の混合／分離を行うことにある 。 以下、本発明の関連する技術分野を具体的に述べる。 上記混合及び分離方法は、２種類の不相溶性液体のうち一方が他方の中に分散 された分散体を調製して、上記液体間の交換を容易かつ充分に行わせ、上記２種 の不相溶性液体をデカンテーションにより再度分離する（上記２種の液体が同じ 密度を持つものでなければ、このようにデカンテーションを用いて分離が行える ）ことからなる。一般に、上記液体のうちの１つは、ある物質を含んだ溶液から なり、他方の液体は、当該物質に特異的な溶媒として作用するか、又は、当該物 質に特異的なイオン交換体の希釈媒体として作用する有機溶媒である。完全な装 置は、一般的に、上記有機溶媒に対する向流として、上記物質を含んだ溶液が流 れる、並立した複数の混合槽／デカンターからなる一式の抽出手段と、上記物質 を集める純液に対する向流として上記有機溶媒が流れる同型の再抽出手段とから なるものである。この構成により、上記有機溶媒を閉鎖式循環路で用いることが 可能になる。 上記抽出又は再抽出手段における各混合槽／デカンターは、本質的に、通常は 底部から２種の液体を入れて、攪拌により所望の混合物（分散体）を調製する混 合槽、及び、上記混合物をゆっくりと注いで（上記２種の液体が相溶せず、上記 分散体が不安定であるため）次第に分離させるデカンターからなるものである。 ある一定の流速では、当然、各混合槽の大きさは、上記分散体が上記分離槽に到 達するまでにかかる移動時間に依存する。上記移動時間は、交換効率に依存し、 この交換効率は、上記分散体が微細になればなるほど増加する。同様に、各デカ ンターの大きさは、上記分散体がそこを通過するのに要する移動時間に依存する 。この移動時間は、上記分散体の会合速度の関数であって、会合速度は、上記分 散体が微細になればなるほど逆に減少する。従って、装置全体を最小の容積つま りは最も低価格のものとするには、上記分散体における小滴の大きさを最適化す ればよい。 上記２種の液体及びその混合物は、通常、ポンプ又はポンプ／攪拌機を用いて 装置内を循環させる。 ＵＳ−Ａ−４２３５６０２号明細書及びＥＰ−Ａ−０２５２７８５号出願等に おいて、混合／分離方法及びその関連装置が開示されている。 ＵＳ−Ａ−４２３５６０２号明細書で開示されている装置は、向流及び上設式 流路型の混合槽／デカンターである。 ＥＰ−Ａ−０２５２７８５号出願で開示されている装置は、向流及び浸水式流 路型の混合槽／デカンターである。 本発明の以下の記載及び本発明の理解を容易にするため、添付の図１を参照し て、本発明に密接に関係する先行技術を詳細に説明する。本発明は、この従来技 術を改良したものではあるが、単なる改良に止まるものではない。 図１は、上記先行技術の混合槽／デカンターの略図である。ＵＳ−Ａ−４２３ ５６０２号明細書に記載された型の、即ち、向流及び上設式流路型の混合槽／デ カンターである。上記混合槽／デカンターが、抽出／再抽出部門の１段階を好適 に構成する。 図１では、以下のことを示している： ・特に、２つの液体供給口２及び３を有する混合槽１、 ・上記混合槽１内で攪拌手段４により調製される混合物（分散体）を適切な水 位までくみ上げるポンプ５、 ・上記ポンプ５を出た混合液を、デカンター７の入口まで輸送（運搬）する流 路６〔上記デカンター７では、２種の液体が低速で流れて次第に分離する。この 結果、８で回収する上相（通常は有機相）と９で回収する下相（通常は水相）が 生じる。〕、及び、 ・界面調節装置１２。 上記のポンプ５は、（ＦＲ−Ａ−２３４３９０５号出願とＵＳ−Ａ−４２３５ ６０２号明細書で開示されているような）円錐型ポンプである。このポンプは、 必要以上に攪拌を与えず、逆に、乱流のない円錐形の流れに対して遠心力が作用 して、ポンプ内部で一定量の会合が生じるため、特に好適に用いられる。 このような装置においては、流路６の混合槽１から最も離れた端、すなわち、 デカンター７への供給口で、（円錐型ポンプ５内部で開始して、流路６の中を混 合液がゆっくりと流れている間に進行する）上記混合液の前分離又は前デカンテ ーションが既に終了している。 上記前分離の利点を最大限に活用して、流路６内からデカンター７への移動中 の上記前分離液の再混合を避けるか、最小限に抑えるには、流路６の上記供給口 及び／又はデカンター７への入口に、何らかの手段（例えば、上記流路６の巾全 体にわたる種々の高さでの独立した溝）を設置するのが好ましい。図１では、上 記分離槽７と同じ巾と高さを持つ格子１３を示している。この格子１３は、上記 分離槽７における分離壁を構成し、混合槽１から最も離れた端で、分槽１４を区 分けしている。上記格子１３は、複数の平行壁から構成されており、これら複数 の平行壁は、実質的に水平であるか、又は、好ましくは不連続相の会合及び保持 を促進する向きに傾斜している。この傾斜の程度は、上記不連続相の連続相に対 する密度の高低により決定される。 出願人は、金属回収等を目的として、この型の混合槽／デカンターにおける種 々の抽出方法を世界中で数多く実施してきた。今回、この技術の改良、すなわち 、分離したい混合液がデカンターに到達する以前に生じる前分離又は前デカンテ ーションを最大限生かした改良を提案する。上記改良は、当業者が容易に理解で きるように、類似する技術においても実施することができる。 第一の本発明は、異なる密度を有する２種類の不相溶性液体の混合／分離方法 に関する方法を提供する。従来法では、上記方法は、以下の工程からなる： ・上記２種類の液体を混合槽に供給して、上記混合槽を所定の水位まで満たす 工程、 ・上記混合槽内を攪拌して、上記２種の液体の分散体を調製する工程、 ・上記分散体が、上記２種類の液体のいずれか一方を多く含有する２つの画分 に前分離するような条件下において、上記分散体をデカンターに輸送する工程、 及び、 ・上記２種の液体類を上記デカンター内で分離する工程。 上記の一連の工程は、添付の図１で概略的に示した種類の装置を用いた従来技 術等で行うことができる。このような装置では、混合槽で調製された分散体を、 適当な水位までくみ上げ、このくみ上げ手段の出口から上記デカンターまで輸送 する。 分散体を混合槽からデカンターに輸送する工程は、通常、上記のようにくみ上 げを必要とする。上記くみ上げは、分散体の前デカンテーション又は前分離が、 くみ上げ中に開始するような条件下で行うのが好ましい。 本発明の方法においては、前分離した二画分を別個に回収し、デカンター内で 互いに独立して個別に処理することを特徴とする。 既に記述したように、本発明の方法は、従来法の改良を提供するものである。 上記改良は、上記分離又はデカンテーション工程の実施方法に対してなされる。 本発明の特徴は、前分離した二画分がデカンター内部で再び接触することなく、 それぞれに対して並行して上記分離工程を行う点にある。 上記二画分は、それぞれが、上記２種の液体のうちの一方又は他方を多く含有 するものであり、混合槽からデカンターへ混合物（分散体）を輸送又は運搬する 間に調製される。くみ上げ手段を用いる場合には、くみ上げ手段内部で分散体の 調製が開始されることが好ましい。 本発明においては、上記二画分のそれぞれに対して、通常の方法でデカンテー ションを行うが、二画分を別個に回収した後に独立して行うことを特徴とする。 このように「並行して」行われる各デカンテーション操作が終了した後、主要な 相と二次相を回収する。これら主要な相と二次相は、その後、必要に応じて、再 び混合してもよい。 本発明の方法においては、上記デカンターで処理を行う前に、前分離した二画 分間の界面水位を調節するのが好ましい。この目的に応じた適切な手段は、通常 、上記デカンターへの供給口、及び、混合槽から上記デカンターへの輸送手段の 終 点に設置する。 前分離した二画分を個別に処理するために、これらを上記デカンターの２つの 独立槽又は分槽に別個に回収する。本明細書中、「独立槽」とは、「完全に独立 した」槽を指し、「分槽」とは、共通の壁を有する槽を指す。嵩高さを考慮して （更に、現在使用している装置の改良という便利さを考慮して）、分槽型のデカ ンター、すなわち、上下方向の壁で２つに仕切った容器で、本発明におけるデカ ンテーションを行うのが好ましい。 上記デカンターの２つの分槽又は独立槽のそれぞれに対して、前分離した画分 の１つを供給するが、この２つの分槽又は独立槽は、同一の容積及び／又は同一 の形体を有する必要はない。従って、本発明の方法では、上記デカンター分槽又 は独立槽の一方及び／又は他方におけるデカンテーションが有利であってよい。 一定の流速条件下では、上記分槽若しくは独立槽の一方及び／又は他方の容積を 増加させると、そこに入る画分の移動時間が増加して、一方の相に含まれている 他方の相の量が減少する。従って、本発明においては、以下のことが可能となる ： ・２つの分離独立槽の容積及び／又は形態を別個に設定すること、及び、 ・分槽型デカンターの２つの分槽のうち一方におけるデカンテーションを有利 にすること。この場合には、通常、上記デカンターを同一の二槽に区分けしない 。 このように、本発明は、デカンテーションを最適化するためのパラメーターを 更に提供している。できるだけ純粋な状態で上記液体の１つを回収するために、 特に、混合槽／デカンターの一組の最初及び／又は最後のデカンターで、このパ ラメーターを用いることができる。通常は、水相と油相を混合して、できるだけ 純粋な水相を回収するのが望ましい。 本発明の方法は、前分離した二画分の各々に対して、全く別個に処理を行うと いう原則に基づいたものである。このような別個の処理においては、界面の水位 を完全に独立して調節するのが好ましい。従って、２つのデカンター分槽又は独 立槽は、異なる界面水位を有する。 より重い液体（例えば、水相）を多く含有する画分の入った分槽では、「自然 に」、上記重い液体を極めて多く含有する、厚みのある下層流が生じる。この下 層流の上部には、より軽い液体（例えば、有機相）を極めて多く含有する薄い上 層流が生じる。 一方、より軽い液体（例えば、有機相）を多く含有する画分の入った分槽では 、「自然に」、より重い液体（例えば、水相）を極めて多く含有する薄い下層流 が生じる。この下層流の上部には、上記軽い液体を極めて多く含有する厚みのあ る上層流が生じる。 上記下層流及び上層流の厚みは、それぞれ、デカンター分槽若しくは独立槽の 内側又は外側に設置した適切な装置を用いて調節するのが好ましい。上記適切な 装置には、従来のものが用いられる。 好ましくは各画分内の界面水位を適切に調節しながら、前分離した二画分に対 して別個にデカンテーションを行うことにより、デカンターの分槽若しくは独立 槽で、それぞれ、重い液体又は軽い液体を極めて多く含有する２つの厚みのある 流れを処理することが可能になる。これにより、上記のような比較的厚い流れで 、２種の液体の分離を容易にする追加の処理をその場で行うことが可能になるた め、特に好適である。 特に、より重い液体を多く含有する画分の入ったデカンター分槽又は独立槽で は、上述のように、重い液体を極めて多く含有する厚みのある下層流が生じる。 本発明においては、上記厚みのある下層流に、気体をバブリングさせて（通常、 空気又は不活性気体の注入による）、重い液体に混合・残留している軽い液体の 分離を促進し、かつ、浮遊選別による金属滓の分離を促進するのが好ましい。従 って、界面で上記金属滓を収集する手段を、上記浮遊選別手段の下流に設置する のが好ましい。 前分離した分散体の全体を単一のデカンターで処理していた従来法では、系中 で上記のような浮遊選別を行うことは不可能であった。軽い液体を極めて多く含 有する上層流が無視できない厚みを有するため、浮遊選別を行うと、この上層流 に乱れが過度に生じていた。従来技術では、重い液体を極めて多く含有する相に 対して、デカンター外部で上記浮遊選別を行っていたが、これは、デカンターか ら上記相を（軽い液体を極めて多く含有する相とは別個に）回収した後に限られ ていた。 同様に、本発明においては、会合促進手段を利用することも好ましい。上記会 合促進手段は、各デカンター分槽又は独立槽の主要な相（充分な厚みのある流れ を構成する相）において、適切な種類のものを用いることができる。この使用に より以下のことが容易になる： ・重い液体（通常は水相）の流れに適切な会合促進手段（油脂吸収性物質）を 設置して、そこに含有される少量の軽い液体（通常は有機相）を分離・除去する こと（バブリング手段とおそらくは金属滓収集手段が、既に、上記重い液体の流 れに設置されている時には、上記会合促進手段は不要の場合もある。ともかく、 上記会合促進手段を用いる場合は、上記バブリング手段及び上記金属滓収集手段 の下流に設置するのが自然である）、及び、 ・軽い液体（通常は有機相）の流れに適切な（水吸収性）会合促進手段を設置 して、そこから少量の重い液体（通常は水相）を分離・除去すること。 従って、本発明の方法においては、（各デカンター分槽又は独立槽の）主流に 設置した適切な会合促進手段を用いて、重い液体を多く含有する画分及び／又は 軽い液体を多く含有する画分を処理するのが好ましい。 当業者は、上の記述から、本発明の利点を理解できたものと思われる。特に、 本発明は、より高性能のデカンテーションの実施を提案するものであり、これに より、（一定の性能に対して）デカンテーションに必要な全表面積を減少させる ことができる。また、上記デカンテーションは、２つの別個の分槽又は独立槽で 行われるので、装置のメンテナンスがより容易である。従って、メンテナンスを より必要とする分槽又は独立槽を適切に組み込むことが可能となる。 当業者は、また、２種の液体（重い液体と軽い液体；通常は水溶液／有機溶媒 ）の向流を伴う混合槽／デカンターの組み合わせにて行う、従来法による混合／ 分離方法において、本発明の方法が極めて好ましいことも理解できたであろう。 本発明の方法は、上記混合槽／デカンターの組み合わせの全てのデカンターで均 一に行ってもよいし、また、種々のデカンターで不均一かつ適切に行ってもよい 。本発明は、デカンター、より具体的には２つのデカンター分槽又は独立槽から 構成されるデカンターにおいて、分離を最適化するために、２つのパラメーター を更に提供する。上記混合槽／デカンターの組み合わせの各デカンターでは、以 下 のことを調節することができる： ・デカンター独立槽若しくは分槽の半径若しくは容積及び／又は形態、並びに 、 ・上記独立槽又は分槽における界面許容限度。 これにより、本発明の方法は、デカンターの２つの分槽、すなわち、混合槽／ デカンターの組み合わせのデカンター分槽において、それぞれの特定の流速を選 択して、循環中の二相のうち一方又は他方に必要な純度を最適化できるので特に 好ましい。 以下に、第二の本発明である、上述の方法が行える２種類の液体用混合槽／デ カンター装置について説明する。異なる密度を有する２種類の不相溶性液体を処 理するこの混合槽／デカンター装置は、従来の混合槽／デカンターと同型のもの である。上記装置は、デカンターと連結した混合槽から構成される組み立て品の 少なくとも１つからなる。上記混合槽は、２種の液体が通常は別個に供給される 手段を有し、また、攪拌手段も具備しており、更に、流路（又はこれと同等の手 段）を経由して上記デカンターに連結している。上記混合槽で調製された分散体 （混合物）が上記流路を移動している間に、前分離を生じる。上記分散体の移動 は、くみ上げ手段を使用して行う。本発明の装置は、従来の装置と同型のもので あるが、前分離した二画分を上記流路の出口で別個に回収する手段を備えており 、上記デカンターが、回収された二画分を個別に処理（デカンテーション）する ２つの独立槽又は分槽から構成されていることを特徴とする。 上記流路は、前分離した二画分を特定のデカンター分槽又は独立槽に別個に輸 送するように構成されている（上記二画分は、この流路のなかで前分離したもの である）。 本発明の装置におけるデカンターは、重い液体（例えば、水相）を多く含有す る画分及び軽い液体（例えば、有機相）を多く含有する画分が別個に供給される ２つの独立槽又は分槽からなることを特徴とする。この二画分は、上記混合槽と 上記デカンターを連結している流路において、自己分離したものである。 本発明の好ましい態様では、上記デカンターは、分槽型のデカンター、すなわ ち、長さ方向に側面の接する２つの縦型デカンター分槽からなる。この好ましい 態様においては、上記デカンターを上記側面の接する２つの分槽に分割する仕切 りは、垂直であってもよいし、その高さの少なくとも一部が傾斜していてもよい 。つまり、形態の異なる２つの分槽であってよい。上記２つの分槽は、それぞれ が、専用の供給路及び廃棄路を有しており、かつ、重い相の廃棄路等に、調節可 能な界面許容限度を有する。このようにすると、上記各分槽の界面水位を個別に 調節可能であることは上で述べた。前の２つの文では、当然、「分槽」の代わり に「独立槽」を用いてもよい。 上記流路の出口において、前分離した二画分を（上記二画分が再び混合しない ように）２つのデカンター分槽又は独立槽に別個に供給する手段は、種々の方法 により行うことができる。特に、デカンターに供給する側の流路末端に、流路の 巾全体にわたって、２つの水門を設置することにより行われる。この２つの水門 は、互いに離れて設置され、より軽い液体を多く含有する画分を移動させる上方 の水門、及び、より重い液体を多く含有する画分を移動させる下方の水門からな る。上記２つの水門は、それぞれ少なくとも１つのパイプを通じて、適切なデカ ンター独立槽又は分槽に、対応する前分離した画分を輸送する役割を果たす。各 水門には、その巾全体にわたってパイプを複数付けてもよく、この複数のパイプ は等間隔で並んでいてもよい。また、より軽い液体を多く含有する画分を移動さ せる上方の水門だけを設置することも可能であり、この場合、より重い液体を多 く含有する画分は、流路の底に直接穴を開けて作ったパイプで輸送する。 上記態様は、より具体的には、向流を伴う上設式流路、及び、分槽型のデカン ターを有する種類の装置において用いられるものである。前分離した二画分は、 上記パイプから出ると、いずれか一方の分槽に入る。ここでは転向板を用いても よい。上記転向板は、１つの分槽の天井となり、その下端が、デカンターを２つ の分槽に区分けしている仕切りにつながっているのが好ましい。 別の態様においては、流路の上記水門と連結している各パイプを通じて、前分 離した画分が、完全に独立したデカンター独立槽に輸送されてもよい。 また、相互に離れた位置で、前分離した二画分を流路から取り出すことも可能 である。 本発明の装置が多数の態様を有しうることは容易に理解できよう。混合槽／デ カンターは、その構成に関わらず、前分離した二画分を別個に回収する手段の他 に、このように回収した二画分を個別に処理するための適切なデカンター独立槽 又は分槽を備えているものであればよい。 上述のように、上設式流路及び向流を有する種類の装置に、上記デカンター分 槽又は独立槽を設置するのが好ましい。上記２つのデカンター分槽又は独立槽は 、完全に独立した形の独立槽であるか、又は、仕切りで隔てられた分槽であるか に関わらず、所望により同一の体積及び／又は同一の形態を有していてもよい。 これにより得られる利点については上述した。本発明の装置におけるこのような 特徴（デカンター独立槽又は分槽が、同一又は異なる体積を有し、同一又は異な る形態を有する）は、当然、上記装置の種類とは全く関連のないことである。 混合物がデカンターへ移動する間に生じる前分離を最大限に生かせるように、 本発明の改良がなされた。流路の出口での前分離は、上記流路の上流にあるくみ 上げ手段（この手段を用いる場合）中で開始すると、最も効率が良い。 従って、ある好ましい態様によると、本発明の装置においては、くみ上げられ た分散体を構成する２種類の液体が内部で前分離を開始するような低乱流性くみ 上げ手段を使用する。このような汲み上げ手段、なかでも、円錐型のものは、上 述のようにＦＲ−Ａ−２３４３９０５号出願等で開示されている。本発明のより 好ましい態様では、上記装置の混合槽は、攪拌手段の上部に、上向きに広口でか つ円錐台形の固定子及び台形の回転羽根により構成される種類の低乱流性くみ上 げポンプを具備する。ここでは、上記回転羽根が、上記攪拌手段を動かす役割を 果たす垂直の回転式シャフトに連結している。 本発明の方法が実施可能な本発明の混合槽／分離槽装置の構成に必要不可欠な 手段については、既に述べた。上述したような上記方法の好ましい態様を実施す るには、更に別のいくつかの手段を、１つずつ又は好ましくは同時に、上記装置 に付け加えてもよい。 すなわち、上記流路に、好ましくは、その界面水位を調節する手段を（上記デ カンターに供給する流路末端近くに）設置する。この手段は、特に、水位が調節 可能な堰により構成されていてもよく、より軽い液体を多く含有する画分を採取 する地点よりも下流に設置する。上記堰は、（より重い液体を多く含有する画分 とより軽い液体を多く含有する画分との間の）界面を所望の水位に調節して、上 層流により下層流が流されるのを制限することができる。 また、上記デカンターの上記デカンター分槽又は独立槽のそれぞれに、好まし くは、その界面水位を調節する手段を設置する。この手段は、上記分槽若しくは 独立槽の内部、又は、排出パイプを通じて外部に設置することができる。この手 段としては既知のものが用いられる。１つのデカンター分槽又は独立槽の内部に 、より重い液体を極めて多く含有する画分の排出パイプ付近に、堰型の手段を設 置することができる。上記デカンター容器の外部には、より重い液体を極めて多 く含有する画分の排出パイプを通じて、ＵＳ−Ａ−４２３５６０２号明細書に記 載されているタイプの界面水位調節手段（図１に符号１２として概略的に図示） を設置することができる。この手段は、主に、上部に排出口を有するシリンダー 、及び、その中央部の孔から伸び、密閉状態で稼動するピストンから構成されて いる。上記デカンター分槽又は独立槽は、それぞれが、このような手段（同じも のか異なるものかに関わらず）を具備することが、当然好ましい。しかしながら 、これは単なる追加の改良に過ぎず、本発明においては、デカンター分槽又は独 立槽の１つだけにこのような手段を利用するのが自然である。ここで強調してお くべきことは、本発明でこのような手段を用いた場合、一方のデカンター分槽又 は独立槽で行われる界面水位調節とは完全に独立して、他方のデカンター分槽又 は独立槽での界面水位を調節することができるという点である。 また、以下のものを具備するものも好ましい。 ・より重い液体を多く含有する画分が向かうデカンター分槽又は独立槽、すな わち、厚い下層流を有する分槽又は独立槽には、気体（例えば、液体又は不活性 ガス）のバブリングによる浮遊選別を行うための手段。上記手段は、その下流に 、浮遊した金属滓の回収手段を備えているのがよい。また、上記浮遊選別手段及 び上記金属滓回収手段の下流に、会合促進手段を更に具備していてもよい。上記 促進手段は、上記回収手段の下流にあるので、金属滓で汚されることがない。上 記会合促進手段を利用するのが適当であるか否かの判断は、当業者により成され る。上記浮遊選別手段を具備した場合、上記会合促進手段が全く不要になるとき もある。 ・上記デカンター分槽又は独立槽の一方又は両方には、より厚い流れ（すなわ ち、主要な相を構成する流れ）中の会合を促進する手段。上記促進手段は、当然 、処理する相に適応させなければならない。すなわち、主要な相から除去する二 次相の性質に適応した表面張力特性を有する必要がある。上述したように、バブ リングを既に実行した、より重い液体を多く含有する厚い流れにおいては、上記 促進手段が不要な場合もある。しかしながら、本発明でこの使用を除外する必要 性はなく、ともかく、バブリングを行わない場合の（重い液体で厚い）流れでは 極めて好適であろう。 このようにして、上記デカンターの各分槽又は独立槽で、重い液体と軽い液体 の間で（デカンテーションにより）生じる分離を改善することができる。 本発明のデカンターの分槽又は独立槽におけるそれぞれの排出口では、主流の 他に、主流よりも低速で流出する二次流を回収することになる。 上記二次流の質及び本発明の方法次第であるが、１つの分槽又は独立槽から流 出する上記二次流は、その全体又は一部を以下のように処理することが好ましい ： ・他方の分槽又は独立槽から流出する主流と一緒にする（もしその純度が許容 できるものであれば）か、 ・上記混合槽に回収・再利用するか、又は、 ・循環路から除去して特殊な処理を行う。 ここで偶然にも明らかになったことは、本発明の方法を適切に実施するために は、通常、デカンター分槽又は独立槽における二次流の量を一定に保つことが常 に好適であるということである。当業者であれば、装置の大きさを設定し流速を 算出して、所望の結果を最適化することは可能である。 最後に、上述したように、本発明の混合槽／分離槽装置は、流路（又はこれと 同等の手段）により互いに連結された混合槽及びデカンターにより構成される組 み立て品の少なくとも１つからなる。上記装置は、通常、少なくとも１つの混合 槽／デカンターの組み合わせからなる。上記組み合わせにおいて、デカンター独 立槽又は分槽は、同一の容積及び／又は同一の形態を有する必要は必ずしもない 。このことは、上記組み合わせに含まれる全てのデカンターばかりにではなく、 個々のデカンターに対しても適用される。本明細書で既に述べたように、異なる 容 積及び／若しくは形態を有するデカンター独立槽又は分槽の１つしかない流路の 供給口で、前分離した二画分のデカンテーションを行うことが好ましい。 添付の図面は、本発明の内容及び本発明そのものを図示している。 図１は、従来の混合槽／デカンターの縦断面を示した概略図である。 図２は、（好ましい態様における）本発明の混合槽／分離槽の方法及び装置を 示した概略図である。 図３は、（逆相を伴う上設式流路を有する種類の）本発明の装置で、その一部 の縦断面を示した概略図であり、具体的には、デカンターに供給する流路の出口 を図示している。 図４は、上記本発明の装置における上記供給口のＩＶ〜ＩＶにある断面の概略 図である。 図５は、上記本発明の装置における上記供給口のＶ〜Ｖにある断面の概略図で ある。 図１は、本発明の導入部で既に記載した。すなわち、逆相を伴う上設式流路を 有する種類の従来の混合槽／デカンターの概略図である。 図２は、見れば明らかであるが、図１で示した（混合槽、円錐型ポンプ、上設 式流路、及び、流路の他端から供給されるデカンターを使用した）種類の装置で あって、区分けされたデカンター、及び、流路で前分離した二画分を上記デカン ターの各分槽に別個に供給する手段を有することを特徴とする装置を用いる、好 ましい態様における本発明の方法を示したフローチャートである。 有機相は、Ｏ（又はｏ）で表示し、水相は、Ａ（又はａ）で表示する。 まず、二相を混合する（Ａ＋Ｏ）。前分離（ポンプと流路の中で進行する）後 、前分離した二相（Ａ＋ｏ）及び（Ｏ＋ａ）を流路の供給口で回収する。ここで 特徴的な点は、上記二相を別個に回収して、デカンターの２つの分槽で個別に処 理することである。上記分槽型のデカンターの流出口から４つのフローを別個に 回収する： ・主要な水相Ａ、 ・二次的な有機相ｏ （この２つの相は、水を多く含有する画分（Ａ＋ｏ）を処理した分槽から得られ る）、 ・主要な有機相Ｏ、及び、 ・二次的な水相ａ （この２つの相は、有機溶媒を多く含有する画分（Ｏ＋ａ）を処理した分槽から 得られる）。 図３〜５では、概略的に、以下のことを示した。 ・符号２０は、分槽型のデカンターを指す。符号２０ａは、水相を多く含有す る前分離済の画分（Ａ＋ｏ）が流れる上記デカンター２０の分槽を指す。符号２ ０ｂは、有機相を多く含有する前分離済の画分（Ｏ＋ａ）が流れる上記デカンタ ー２０の分槽を指す。 ・符号２１は、上記デカンター２０を上記２つの分槽２０ａ及び２０ｂに区分 けする仕切りを指す。 ・符号２２は、上設式流路を指す。 上記流路２２の終点には、前分離した二画分（Ａ＋ｏ）及び（Ｏ＋ａ）を別個 に輸送する手段がある。画分（Ｏ＋ａ）は溝２３とこれに連結したパイプ２４ｂ を経由して分槽２０ｂに入り、画分（Ａ＋ｏ）はパイプ２４ａにより分槽２０ａ に入る。ここで、転向板２５ａ及び２５ｂ並びに分離板２５を設けることにより 二画分の別個の輸送がより容易になる。 図３〜５は、また、以下のことも示す。 ・符号２６は、流路２２における（Ａ＋ｏ）／（Ｏ＋ａ）の界面水位（すなわ ち、前分離した二画分間の界面水位）を調節できるよう、上記流路に設置された 堰を指す。 ・符号２７ａ及び２７ｂは、分槽２０ａ及び２０ｂのそれぞれにおいて、Ａ／ｏ 及びＯ／ａの界面水位を調節する手段を表す。上記手段２７ａ及び２７ｂは、 主要な水相Ａ及び二次的な水相ａから外へ通ずるパイプを通じて、上記分槽２０ ａ及び２０ｂの外部に設置する。上記パイプは、デカンター２０の逆方向の端（ 流路２２から供給される側の端とは逆方向の端）に設置される。 この図３〜５は、本発明がそれに基づいている原則を示したものである。図に 記載されているように、流路からの水相の出口（例えば、より重い液体の出口） 及び有機相の出口（例えば、より軽い液体の出口）は、それぞれ、デカンテーシ ョンに用いる特定の分槽に連結している。こうすることにより、円錐型ポンプ及 び流路で既に（好適に）前分離した水相と有機相が再び接触することがなく、従 って再び混合することがない。すなわち、水相（Ａ＋ｏ）がほとんど全て供給さ れる分槽２０ａ、及び、有機相（Ｏ＋ａ）がほとんど全て供給される分槽２０ｂ が存在する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 ディビット グッドマン アメリカ合衆国 94025 カリフォルニア 州 メンコ パーク，1725，オークデル ドライブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ２種類の液体を混合槽に供給して、前記混合槽を所定の水位まで満たす工 程、 前記混合槽内を攪拌して、前記２種類の液体の分散体を調製する工程、 前記分散体が、前記２種類の液体のいずれか一方を多く含有する２つの画分に前 分離するような条件下において、前記分散体をデカンターに輸送する工程、及び 、前記２種類の液体を前記デカンター内で分離する工程 からなる、異なる密度を有する２種類の不相溶性液体の混合及び分離方法であっ て、 前記前分離した二画分を別個に回収し、前記デカンター内で互いに独立して個別 に処理することを特徴とする混合及び分離方法。 ２． 前分離した二画分間の界面の水位を調節して、前分離を最適化する請求項 １記載の方法。 ３． 前分離した二画分は、それぞれ、同一の容積及び／若しくは同一の形態を 有さない別個のデカンター独立槽又は分槽で処理される請求項１又は２記載の方 法。 ４． 前分離した二画分に対して個別に行われる処理は、それぞれの界面水位を 別個に調節しながら行われる請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 ５． より重い液体を多く含有する画分の処理は、前記重い液体内で気体をバブ リングさせることによる浮遊選別、及び、好ましくは、前記浮遊選別の下流で行 う金属滓収集からなるものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 ６． より重い液体を多く含有する画分の処理、及び／又は、より軽い液体を多 く含有する画分の処理は、主要な相のなかに設置した適切な会合促進手段により 行われるものである請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。 ７． ２種類の液体の向流循環を伴う混合槽／デカンターの１つの組み合わせに おいて実施される方法であって、 前記組み合わせの各デカンターにおいて、 ・前記デカンターのデカンター独立槽若しくは分槽の容積及び／又は形態、並び に／又は、 ・前記デカンターの各デカンター独立槽又は分槽の界面許容限度 を調節することにより分離を最適化する請求項１〜６のいずれか１項に記載の方 法。 ８． デカンター（２０）と連結した混合槽から構成される少なくとも１つの組 み立て品からなる、異なる密度を有する２種類の不相溶性液体（Ａ、Ｏ）の混合 及び分離装置であって、 前記混合槽は、前記２種類の液体（Ａ、Ｏ）の供給手段を有し、かつ、攪拌手段 を備え、更に、分散体が、前記混合槽から前記分離槽（２０）に輸送される間に 前分離を生じる場所である流路（２２）により、前記分離槽（２０）と連結して いるものであり、 前分離した二画分（Ａ＋ｏ、Ｏ＋ａ）を前記流路（２２）の出口で別個に回収す る手段（２３、２４ｂ、２４ａ）を更に有し、かつ、前記分離槽（２０）は、前 記回収された二画分（Ａ＋ｏ、Ｏ＋ａ）を個別に処理する２つの独立槽又は分槽 （２０ａ及び２０ｂ）からなることを特徴とする混合及び分離装置。 ９． 上部に設置された流路を有する向流型の請求項８記載の装置。 １０． 混合槽は、流路（２２）に供給するくみ上げ手段を更に有しており、前 記くみ上げ手段は、好ましくは、攪拌手段の上部に、上向きに広口でかつ円錐台 形の固定子、及び、台形の羽根を有する回転子により構成される種類の低乱流性 液体くみ上げポンプからなるものであり、 前記ポンプの前記回転子は、前記攪拌手段の垂直の回転式シャフトに連結してい るものである請求項８又は９記載の装置。 １１． デカンター（２０）の２つの独立槽又は分槽（２０ａ及び２０ｂ）は、 同一の容積及び／又は同一の形態を有さないものである請求項８〜１０のいずれ か１項に記載の装置。 １２． デカンター（２０）に供給する流路２２の供給口において、前記流路（ ２２）内部で前分離した二画分（Ａ＋ｏ、Ｏ＋ａ）間の界面水位を調節する手段 （２６）を更に有する請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置。 １３． デカンター（２０）の独立槽又は分槽（２０ａ、２０ｂ）は、それぞれ 、その内部に又は流出パイプの１つに、内部の界面水位を調節する手段（２７ａ 、２７ｂ）を有する請求項８〜１２のいずれか１項に記載の装置。 １４． デカンター（２０）の独立槽又は分槽の１つ（２０ａ）は、バブリング による浮遊選別を行うための手段、及び、好ましくは、これにより浮遊した金属 滓を回収するための、前記浮遊選別手段の下流に設置される手段を具備する請求 項８〜１３のいずれか１項に記載の装置。 １５． デカンター（２０）の独立槽又は分槽の少なくとも１つ（２０ａ及び／ 又は２０ｂ）は、会合促進手段を具備し、前記会合促進手段は、主要な相の内部 で作用するよう構成されているものである請求項８〜１３のいずれか１項に記載 の装置。 １６． 混合槽／デカンターの組み合わせを少なくとも１つ有する装置であって 、前記組み合わせのデカンターのデカンター分槽又は独立槽は、全てが、同一の 容積及び／又は同一の形態を有するものではない請求項８〜１５のいずれか１項 に記載の装置。