JPS6057903B2 - 液体内に固体粒子の形状で含有されている不純物を浮選により除去するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体粒子の形状で液体中に含まれている不純物
を浮選（ＦｌＯｔａｔｉＯｎ）により除去する装置に関
し、特に浮選槽内の液体流の中に空気流を空気泡（Ａｉ
ｒｂｕｂｂｌｅｓ）がその液体中に分散し、不純物に付
着するような態様で注入し、しかして不純物を担持した
気泡（ＦＯａｍ）を生ずるように液面に浮揚させそして
液体表面からこれら気泡を排除する不純物の除去装置に
関する。

上記のごとき浮選法は故紙から製造された製紙用バルブ
からインクを除去するための方法として公知である。

そしてこの公知方法によれば空気は液槽内の繊維の懸濁
物の綿密な攪拌と分散のためにも役立つプロペラを用い
ながら吸引によつて該槽の底に直接的に導入される。バ
ルブの中に直接的に空気を導入することにより確かに空
気圧を調節することが可能となり、したがつて空気の容
積に依存する気泡の直径を制御することが可能となる。

空気の容積はこの場合ある限度内に調節可能である。空
気の容積を増加させることによつて空気圧力を増加させ
、その結果として気泡直径を増大させることができるけ
れども、他方この公知方法では空気の流量を増加させな
がら気泡直径を減少させることは不可能である。このよ
うな気泡直径の減少は或る種の不純物の場合ではその不
純物の分離を行なうために必要．となるものである。誠
に驚くべきことながら、ここに本発明によつて気泡寸法
と空気容積とを相互に独立的に制御することによつて浮
選法により不純物を選択的に分離することが可能である
ことが発見された。した．−がつて、たとえば故紙から
つくられて離解され、予備処理された紙バルブのインク
抜きの場合において、インクの浮選のため、カオリンの
ような填料の浮選のため、あるいは繊維の浮選のために
それぞれ異なる寸法の気泡を得ることが可能とな・り、
これらの選択的分離を実施することができる。本発明は
特に不純物が除去されるべき水に混合される空気の容積
とは独立的に気泡の寸法の調節が可能な装置を提供する
ことを目的とする。

この目的のために本発明によれば、浮選槽に空気および
液体を導入する前に、この液体は薄層形状で少なくとも
一つの混合室内を循環させられ、このときに同時的に該
液層の通路を横切り且つその通路の一部に沿つて該液層
内に空気が導入される。その液体が紙バルブのような繊
維懸濁物である場合には、バルブを薄層の形状で狭い室
内に強制・的に通じそして懸濁繊維を含むこの液体薄層
を横切る方向に注入分配された空気と接触させることに
よつてそれら繊維の効果的なこすり合わせと洗浄とがな
されることが発見された。

本発明の装置の一つの実施態様に従えば、上記混合室内
での液層の厚さおよび従つて該室内での液の通過速度が
制御される。

故紙から製造されたバルブのインク抜きの場合には、バ
ルブと混合される空気の容積およびその混合室内のバル
ブ通過速度がバルブの白色度に影響を与えそしてこれら
のファクターを制御することによつて５７こ乃至６６．
５タＳｃａｎ．の範囲の種々の白色度が得られることが
発見された。

この制御によつて排棄量を最小にして効果的な浄化を達
成することが可能となる。

さらに本発明の装置の一つの実施態様に従えば、液体中
へ空気が入り込む通路の長さが調節制御される。

これによつて混合室を通過する液層に関して空気の量を
正確に比例させて増減することができる。

さらにいま一つの実施態様に従えば、空気流に伴なわれ
て気泡はホッパーに案内されそして再循環のためその空
気は回収される。

複数の浮選槽を用いて浮選を行なう場合には、その都度
一つの混合室から出た空気と液体との混合物をそれぞれ
各槽に導入することができる。

したがつて、各槽ごとに別々に気泡の寸法を制御するこ
とができ、不純物を選択的に回収することができる。繊
維を含有する液体の場合に繊維の損失を最少限にとどめ
るため、第１の浮選槽に入る洗浄すべき液体へ別の槽か
ら出た気泡を再循環させることができる。

本発明によればその装置は浮選槽の上流側に設けられた
少なくとも一つの、洗浄されるべき液体の薄層が通過で
きる狭い混合室を包含し、そして該室の通路上において
該液体層を横切る方向に空気を流すことのできる手段を
有する。

一つの実施態様によれば、混合室は浄化されるべき液体
が通過できるよう互に離隔配置された２つの平行な壁に
よつて境界される。

さらにいま一つの実施態様によれば、混合室は上記２つ
の壁の離隔距離を調節するための手段を有する。

以下本発明の特徴を図示した装置についてさらに詳細に
説明する。

図示した装置は故紙から製造されたバルブのインク抜き
のために特に好適な本発明の１具体例を示すものであり
、これは単に本発明の一つの例を示すに過ぎない。図示
した装置は４個の浮選槽１，２，３，４を包含する。

これらの槽は環状であり、軸方向に順次積重ねられてい
て複数の床面５を持つ４段の塔を構成するよう配置され
ている。もちろんこの塔は４段以外の多段塔として構成
することもできる。離解され、化学的に前処理された繊
維の懸濁物の形態の紙バルブが発泡剤を含有してポンプ
６によつてバイブ７を通じて槽１の入印気まず混合室８
を通過して導入される。

この混合室は薄い層の形状となつて上記繊維の懸濁物が
通る狭い通路を有する。この通過時に同時に空気が該バ
ルブ液の層の通路を横断する方向にないしは該通路の一
部分に沿つて導入される。この空気の導入は弁１０を介
在させたバイブ９を通じて行なわれ、このバイブは図示
していない加圧空気源に連結されている。混合室８はバ
イブ１１を通じて槽１と連通しており、該バイブは槽１
の床５の近くにおいて該槽の円筒形壁に接線方向で導入
されている。

したが一つて繊維懸濁物は環状槽の中央バイブ１２のま
わりを旋回せしめられる。繊維懸濁物の中で発生された
気泡は不純物に付着しそして不純物は泡と一緒に表面ま
で浮揚させられる。気泡は中央バイブ１２に設けられた
出口１８を通つて槽から出て中−央バイブ１２の中に入
れられる。この気泡の移動は一部は繊維懸濁物の回転運
動によつて、そして一部は該懸濁物上に供給される空気
流によつて惹起される。そしてバルブ液面上に配置され
た垂直板５０が気泡を出口へ案内する。気泡は中央バイ
ブ１２を取り囲むよう配置されたホッパー１３の中に捕
集されそして水を充たした排棄タンク３７に受容される
。気泡を槽から排出するための空気流はバイブ１４を通
じて槽の上部に導入される。該バイブ１４は軸方向に長
い円錐台形バイブ１６の上に配置された吸引装置１５に
連結されており、泡排出用空気は再循環されて使用され
る。円錐台形バイブ１６は中央バイブ１２と同心的に配
“置されており、各段のすべての槽に共通である。泡排
出用空気は開口１７を通つて槽に入りそして出口１８を
通つて槽から出る。槽から出る時にこの空気に伴なわれ
てきた泡は重力の作用でホッパー１３の中に落下しそし
て空気の方はバイブ１６を通つて上方に出て行く。バイ
ブ１６は次の段の槽２までは上方に向つて先細りなつた
円錐形部分となつてのびておりそして該部分はそれより
も口径の大きいバイブ部分に面している。口径の大きい
バイブ部分は隣接槽２およびその他の段の槽３，４の泡
排出用空気を再循環させるためのバイブ部分である。こ
れらのバイブ１６の構成部分によつて一つのサイクロン
が形成されており、このサイクロンにより泡には遠心速
度が与えられ、他方空気は吸引装置１５の作用によつて
該バイブ１６内に吸引されて泡から分離され、泡の排出
のために再使用されるようバイブ１４まで戻される。槽
１で部分的に浄化されたバルブはポンプ２０を具備した
バイブ１９を通じてこの槽１を去る。ポンプ２０によつ
てバイブ１９内の圧力は増減可能である。該バイブ１９
は塔の最終段に位置している槽４の混合室までのびてい
る。ここで行なわれる浄化処理は第１段の槽の場合と同
様であり、そしてさらに他の槽でも同様な浄化が順次行
なわれる。これによつてバルブすなわち繊維を含有して
いる水は順次純度を増す。この間にそれぞれ別の段の槽
で集められた泡は下段の槽へ送られる。排除物質を含有
する第１段およびその他の段の槽から排出された気泡は
もちろん再循環させることもできるしまた各段において
別の装置で処理するため外部に排出させることもできる
。これは意図されるバルブ製品の種類による。装置はさ
らに最終段の槽を閉じるカバー４０、浄化のため迅速な
排出を行なうための監視窓４１、各槽に対して設けられ
ている槽を空にするための排出弁４２、泡排出用空気バ
イブ内に設けられフラツプ４６、循環された排除物質を
受容するためバイブ１２内に設けられたフロア４３、第
１の槽１内に設けられた上記排除物質を排出するための
バイブ４牡および最高に浄化されたバルブを処理する槽
２内のバルブを排出するためのバイブ４５を含む。

第３図と第４図および第５図と第６図は混合室の２つの
構造例をそれぞれ示す。

第３図と第４図に示した構造例の場合では、混合室は一
つの平行六面体のボディ２３の中に取りつけられた２枚
の平行面壁２１，２２よりなる矩形部分を有し、この矩
形部分はバルブの入口管７と出口管１１とに連通してい
る溝を形成している。

一方の壁２１は他方の壁２２に対し平行に移動可能であ
りそしてねじ棒２４によつて動かされる。該ねじ棒２４
は平行六面体の隣接上部壁内に取りつけられたスリーブ
２７内のねじ穴２６内を操作輪２５を用いて案内され、
平行な２つの壁２１，２２の間の距離を調節し、これに
より空気ジェット流の作用を受けるバルブの液層の厚さ
を決定するようになつている。壁２１には室の密閉をな
すためダイアフラムが設けられている。これに対し壁２
２は多孔性材料て構成されている。図示した具体例の場
合ではその多孔性材料として室からバルブの液層に空気
ジェットを通過させることのできるフリットガラスが考
慮される。この場合さらに該混合室にフリットガラスの
空気通路の表面の一部を閉鎖することのできるプレート
２８を設け、これにより空気流通過面の大きさを調節す
．るようにすれば有利である。第５図と第６図とに示し
た構成例では、混合室８はその形状が円錐形となつてお
り、そして２層の互に離隔した平行な円錐形壁２９，３
０を有し、両壁の間にバルブ液の通路が形成されてい．
る。

バルブは混合室の壁２９を貫通して該室内へ接線方向で
導入されているノズル３１を通じて供給され、バルブは
室内で旋回運動する。空気は内壁３０内に設けられてい
る多数の孔４７を通じ、図示してない圧縮空気源に接続
された空気導入管一３２から供給されて噴射される。円
錐形内壁３０はその外壁２９に関して軸方向に摺動可能
となつており、従つて内壁と外壁との間の間隔が調節で
きる。したがつてこの結果としてバルブの液層の厚さが
調節できる。この目的のために、回転可能でありうる内
壁３ｑは管３２によつてその位置が制御されるようにな
つており、該管３２は同時に空気供給管となつている。
内壁３０内には円錐形閉塞物３３が配置されている。こ
の閉塞物３３は内壁３０の端面内を摺動可能な２本のロ
ッド３４，３５に取りつけられており、そして所望の場
合には空気分配孔の一部を閉じて混合室へ流入する空気
の通路面積を調節することができる。空気ノ流量の調節
はこのようにしてバルブの流速ならびに流量とは独立的
に実施できるので、それぞれの浮選槽内にインク、カオ
リンあるいは繊維のフローテーシヨンにそれぞれ適当な
泡を発生させることができ、したがつてこれら成分の選
択的分離が達成される。本発明を特に紙バルブのインク
抜きのための装置に関連して説明したが、本発明は別の
用途、たとえば鉱石の洗浄のため或いは繊維のフローテ
ーシヨンによる白水の浄化のために使用することもでき
る。

実験室のテストの結果により得られた第７図にバルブ容
積に対する空気容積の比及び混合室中のバルブ速度に対
してプロットされた白色度曲線４８と４９とが示されて
いる。

該図には縦軸にバルブの白色度（Ｓｃａｎ）そして横軸
にバルブ容積（ｅ）に対する空気容積（ｅ）の比が示さ
れている。曲線４８はバルブの流速が４．２３ｗ１．／
秒の場合のバルブ白色度を示し一方曲線４９はバルブの
流速が６．３５７ｎ／秒の場合のバルブ白色度を示す。
空気−バルブの混合割合の調節および混合室内でのバル
ブの速度の調節によつて５７混から６６．５Ｓｃａｎま
での白色度の差を得ることが可能であることが判る。テ
ストは雑誌類の故紙を用いて実施されたものであり、印
刷されていない余白縁部の白色度が６．６５、Ｓｃａｎ
である、機械バルブ約５０％を含有する故紙か使用され
た。本発明の装置を適用することによつて約２％のイン
クを含有している印刷部分の白色度は２紛間の保持時間
で４６いから６６．５白Ｓｃａｎまで上昇させうる。

２．５分間の保持時間後にすでにその白色度は４６２か
ら６４．５持Ｓｃａｎまで到達している。

同じ故紙を用いて従来法て処理した場合においては、最
良の結果でも２紛間の保持時間後に６２．３、Ｓｃａｎ
が達成されたにすぎず、２．５分後ではわずか約５４ａ
Ｓｃａｎの白色度が達成されただけであつた。以上述べ
た具体例および図示の装置例は本発明を限定するもので
はない。特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で
の各種各様の実施態様が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による故紙バルブインク抜きの多階層設
備の概略立面図である。 第２図は第１図の線■−■に沿つてとつた水平断面図で
ある。第３図は混合室の拡大せる縦方向垂直断面図であ
る。第４図は第３図の線■−■に沿つてとつた断面図で
ある。第５図は混合室の別の構造例を示す拡大垂直断面
図である。第６図は第５図の線■−■に沿つてとつた断
面図である。第７図はバルブの白色度曲線を示す。１，
２，３，４・・・・・・浮選槽、７・・・・・・バルブ
懸濁液導入バイブ、８・・・・・・混合室、９・・・・
・・空気導入バイブ、１２・・・・・・中央バイブ、１
３・・・・・・気泡捕集ホッパー、１５・・・・・・吸
引装置、１６・・・・・・泡排出用空気再循環バイブ、
２１，２２・・・・・・混合室の平行面壁、２９，３０
・・・・・・円錐形混合室の平行壁、３３・・・・円錐
形閉塞物、３７・・・・・・排棄タンク、４７・・・・
・孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ すくなくとも１個のほぼ円筒状の浮選槽、液体を槽
   の下部に導入するための入口、不純物に付着して浮上せ
   しめ、槽中の液体上に表面気泡を形成せしめる空気泡を
   液体中に生ぜしめるため空気流を供給する通気手段、槽
   中の液体上の表面気泡と清浄化した液体を前記槽から別
   個に排出するための出口１８，１９、気泡に対する前記
   出口１８は、槽の底５に開通し前記気泡槽までのびてい
   る前記槽中の軸方向排出パイプ１２に通じており、空気
   流を前記表面気泡に向け気泡をその出口方向に吹きつけ
   て排出するための気泡排出手段、前記気泡排出手段は更
   に前記空気流の空気を再循環させるための吸引手段およ
   びダクト手段を含むものである、からなる液体中に含ま
   れた固形不純物を浮選によつて除去する装置において、
   前記装置が互の槽の上に同軸的に積重ねて配置された複
   数の前記槽１を含み、前記排出パイプ１２が互いに相通
   じているものであり、そしてダクト手段が前記排出パイ
   プ１２内に軸方向に配置された管状パイプ１６からなり
   、前記管状パイプが前記排出パイプ１２中に泡と共に排
   出せられる空気に対し露出されている開放端を有し、そ
   してその対向端において前記吸引手段１５と通じている
   ことを特徴とする装置。 ２ 管状パイプ１６が、積重ねられた槽において互いに
   相通じるように配置されており、そして前記の相通じる
   管状パイプ１６の作用を助け前記空気流を前記槽の前記
   気泡排出手段に供給するための単一の前記吸引手段１５
   を含む特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 気泡排出用空気の再循環のための軸方向パイプ１６
   を備え、そのパイプが全ての槽に共通である特許請求の
   範囲第２項記載の装置。 ４ 底槽からの気泡排出用空気を再循環するパイプ１６
   が上方に円錐形部分を形成しながら隣接する槽までのび
   ており、且つ前記隣接する槽およびその他の槽の気泡排
   出用空気を再循環させるためのより口径の大きいパイプ
   に面して配置されている特許請求の範囲第３項記載の装
   置。