JP7768037B2 - Mixing device - Google Patents
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Description
本発明は、撹拌装置、より詳しくは、槽内でスラリーを撹拌する撹拌装置に関する。 The present invention relates to an agitation device, more specifically, to an agitation device for agitating a slurry in a tank.
ニッケル及びコバルトの湿式製錬プロセスとして、MCLE(Matte Chlorine Leach Electrowinning、マット塩素浸出電解採取)プロセスが知られている。このMCLEプロセスでは、ニッケル・コバルト混合硫化物(以下、「MS」ともいう)およびニッケルマット(主成分は二硫化三ニッケルとニッケルメタル)を原料として、湿式製錬により、電気ニッケルと電気コバルトを生産する。 The MCLE (Matte Chlorine Leach Electrowinning) process is known as a hydrometallurgical process for producing nickel and cobalt. In this MCLE process, electrolytic nickel and electrolytic cobalt are produced through hydrometallurgy using nickel-cobalt mixed sulfide (hereinafter also referred to as "MS") and nickel matte (mainly composed of trimnickel disulfide and nickel metal) as raw materials.
ニッケル・コバルト混合硫化物(MS)の原料スラリーは、貯槽において撹拌装置により撹拌されている。ニッケル及びコバルトの湿式製錬プロセスでは、塩酸酸性水溶液を取り扱うことが多く、またニッケル・コバルト混合硫化物(MS)は、粒径が70~80μm(D50)程度であり、原料スラリーは300~400g/Lと高濃度であるため、撹拌時には撹拌装置の撹拌翼とスラリーが頻繁に接触・衝突する。このため撹拌装置には、高い耐食性及び耐摩耗性が要求される。なお、D50は、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるメジアン径を意味する。 The raw material slurry of nickel-cobalt mixed sulfide (MS) is stirred in a storage tank using a stirrer. Nickel and cobalt hydrometallurgical processes often involve handling an acidic aqueous solution of hydrochloric acid. Furthermore, the particle size of nickel-cobalt mixed sulfide (MS) is approximately 70-80 μm (D50), and the raw material slurry is highly concentrated at 300-400 g/L. Therefore, the stirring blades of the stirring device frequently come into contact and collide with the slurry during stirring. For this reason, the stirring device must have high corrosion and wear resistance. D50 refers to the median diameter in the volume-based particle size distribution measured using laser diffraction and scattering.
例えば、特許文献1には、撹拌反応槽内で腐食作用および磨耗作用のあるスラリー液を撹拌するパドルタイプの撹拌翼であって、撹拌翼がチタン製翼板で構成され、該撹拌翼表面のうちで腐食性、磨耗性が強い表面の実質的全面に、断面L型セラミック製部材、断面コ型セラミック製部材又は平板形状のセラミック製部材から選ばれるいずれかの耐磨耗性部材が固定されている撹拌翼が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a paddle-type impeller for stirring a corrosive and abrasive slurry liquid in a stirring reaction vessel, in which the impeller is made of a titanium blade, and a wear-resistant member selected from an L-shaped cross-section ceramic member, a U-shaped cross-section ceramic member, or a flat ceramic member is fixed to substantially the entire surface of the impeller that is most corrosive and abrasive.
特許文献1に係る発明によれば、翼板磨耗条件の厳しい撹拌条件でパドルタイプの翼板を使用し、耐腐食及び耐磨耗性が必要とされる翼板の全表面に、特定形状のセラミック製の部材を取付け、耐磨耗性能を向上させているから、撹拌翼の寿命延長が可能となり、ランニングコストの圧縮と休止損失の低減が達成できる。 According to the invention described in Patent Document 1, paddle-type blades are used under mixing conditions that place severe strain on blade wear, and specially shaped ceramic members are attached to the entire surface of the blades, which require corrosion and wear resistance, improving wear resistance. This extends the life of the mixing blades, reducing running costs and downtime.
しかしながら、特許文献1に記載の撹拌装置を用いた場合であっても、撹拌翼の回転軸への取り付け部分等の金属の露出部分は腐食しやすく、その金属の露出部分に耐食性ライニング等を施したとしても、その耐食性ライニングと耐磨耗性部材との境界部分などは摩耗しやすく、これらの摩耗箇所から腐食性水溶液が浸透して腐食が生じる原因となっていた。 However, even when using the agitator described in Patent Document 1, exposed metal parts, such as the attachment points of the agitator blades to the rotating shaft, are prone to corrosion. Even if a corrosion-resistant lining is applied to these exposed metal parts, the boundary between the corrosion-resistant lining and the wear-resistant member is prone to wear, and corrosive aqueous solutions can seep in through these worn areas, causing corrosion.
本発明は、このような状況を解決するためになされたものであり、耐食性及び耐摩耗性に優れ、耐用年数を向上させた撹拌装置を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve this problem, and aims to provide a stirring device with excellent corrosion resistance and wear resistance, and an improved service life.
上記目的を達成するために、本発明者らは鋭意検討を重ね、撹拌装置の摩耗が生じやすい箇所にセラミック粒子充填エポキシ樹脂を塗工することに想到した。 To achieve the above objective, the inventors conducted extensive research and came up with the idea of applying a ceramic particle-filled epoxy resin to areas of the mixing device that are prone to wear.
すなわち、本発明の一態様は、槽内でスラリーを撹拌する撹拌装置であって、少なくとも、槽内に垂直に設けられた回転軸と、回転軸に設けられたブラケットと、回転軸にブラケットを介して取り付けられたパドル型の撹拌翼と、を備え、回転軸にはゴムライニングが施され、撹拌翼は表面が耐摩耗性部材で覆われており、ブラケットの撹拌翼との取り付け部分にはゴムライニングの端部および耐摩耗性部材の端部を含めて表面全体を覆うようにエポキシ樹脂層が形成されるとともに、エポキシ樹脂層と耐摩耗性部材との境界部分を覆うようにセラミック粒子充填エポキシ樹脂瘤が形成されている。 That is, one aspect of the present invention is an agitation device for agitating slurry in a tank, comprising at least a rotating shaft installed vertically in the tank, a bracket attached to the rotating shaft, and a paddle-shaped agitating blade attached to the rotating shaft via the bracket. The rotating shaft is rubber-lined, the surface of the agitating blade is covered with a wear-resistant material, and an epoxy resin layer is formed at the attachment point of the bracket to the agitating blade, covering the entire surface including the end of the rubber lining and the end of the wear-resistant material, and ceramic particle-filled epoxy resin nodules are formed to cover the boundary between the epoxy resin layer and the wear-resistant material.
本発明の一態様によれば、撹拌翼は耐摩耗性部材で覆われ、回転軸にはゴムライニングを施すとともに、撹拌翼と回転軸との接続部分を、エポキシ樹脂と、セラミック粒子充填エポキシ樹脂で覆うことにより耐食性及び耐摩耗性に優れ、耐用年数を向上させた撹拌装置を実現することができる。 In one aspect of the present invention, the agitator blades are covered with a wear-resistant material, the rotating shaft is lined with rubber, and the connection between the agitator blades and the rotating shaft is covered with epoxy resin and ceramic particle-filled epoxy resin, resulting in an agitator with excellent corrosion resistance and wear resistance and an improved service life.
このとき、本発明の一態様では、撹拌翼はチタン製ないしチタン合金製であり、表面を覆う耐摩耗性部材はセラミック製部材であるとしてもよい。 In one embodiment of the present invention, the stirring blades may be made of titanium or a titanium alloy, and the wear-resistant member covering the surface may be made of ceramic.
チタン製ないしチタン合金製の撹拌翼の表面をセラミック製の部材で覆うことにより、耐食性及び耐摩耗性能をより向上させた撹拌翼とすることができる。 By covering the surface of a titanium or titanium alloy agitator blade with a ceramic material, the agitator blade can be made to have improved corrosion resistance and wear resistance.
また、本発明の一態様では、セラミック粒子充填エポキシ樹脂に配合されるセラミック粒子が、直径が0.5~2.5mmのアルミナ製セラミックビーズであるとしてもよい。 In one embodiment of the present invention, the ceramic particles blended into the ceramic particle-filled epoxy resin may be alumina ceramic beads having a diameter of 0.5 to 2.5 mm.
このようなアルミナ製セラミックビーズをエポキシ樹脂に配合することにより、耐摩耗性に優れた樹脂を塗布することができる。 By blending these alumina ceramic beads into epoxy resin, it is possible to apply a resin with excellent abrasion resistance.
また、本発明の一態様では、ニッケル及びコバルトの湿式製錬プロセスにおいて、ニッケル・コバルト混合硫化物の粉体を含むスラリーを撹拌する撹拌装置としてもよい。 In one aspect of the present invention, the device may be a stirring device for stirring a slurry containing nickel-cobalt mixed sulfide powder in a nickel and cobalt hydrometallurgical refining process.
このニッケル及びコバルトの湿式製錬プロセスのように、塩酸酸性水溶液とMSのスラリーなど、腐食や摩耗が生じやすい水溶液を撹拌する撹拌装置に好ましく適用することができる。 As in this nickel and cobalt hydrometallurgical refining process, this technology can be advantageously applied to mixing devices that mix aqueous solutions prone to corrosion and wear, such as hydrochloric acid solutions and MS slurries.
以上説明したように本発明によれば、耐食性及び耐摩耗性に優れ、耐用年数を向上させた撹拌装置を提供することができる。 As described above, the present invention provides a stirring device with excellent corrosion resistance and wear resistance, and an improved service life.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。 A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the embodiment described below does not unduly limit the content of the present invention as set forth in the claims, and not all of the configurations described in the embodiment are necessarily essential as a solution to the present invention.
まず、本発明に適用される撹拌装置の概要について説明する。図1は、本発明が適用される撹拌装置の一例を示した図であり、(A)は正面図であり、(B)は撹拌翼部分の断面図である。撹拌装置は、耐磨耗性パドルタイプの撹拌翼30を回転軸10に固定した状態で使用される。撹拌翼30は、例えばチタン製ないしチタン合金製の板状翼板をベースとして構成されている。翼板は、回転軸10に設けられたブラケット20に翼板の取付け孔5aとボルト5とによって鉛直方向と所定の角度をなす向きに固定され、回転軸10に連結されており、図示しないモータにより回転するようになっている。なお、図1(A)では、翼板は一段であるが、その上に1又は2以上の翼板をさらに設けた多段パドルタイプの撹拌翼としてもよい。傾斜角は、45~90度の間で適宜調整できる。 First, an overview of the mixing device applicable to the present invention will be described. Figure 1 shows an example of a mixing device to which the present invention is applicable, with (A) being a front view and (B) being a cross-sectional view of the mixing blade portion. The mixing device is used with a wear-resistant paddle-type mixing blade 30 fixed to the rotating shaft 10. The mixing blade 30 is constructed using a plate-shaped blade made of, for example, titanium or a titanium alloy as a base. The blade is fixed to a bracket 20 attached to the rotating shaft 10 by means of the blade's mounting hole 5a and bolt 5 at a predetermined angle with respect to the vertical direction, and is connected to the rotating shaft 10 and rotated by a motor (not shown). Note that while Figure 1(A) shows a single-stage mixing blade, a multi-stage paddle-type mixing blade with one or more additional blades attached thereon may also be used. The inclination angle can be adjusted as needed between 45 and 90 degrees.
本発明の一態様では、チタン製ないしチタン合金製の板状翼板をベースとして、この翼板表面のうち腐食性、磨耗性が高い表面の実質的全面に、断面L型セラミック製部材、断面コ型セラミック製部材又は平板形状のセラミック製部材から選ばれるいずれかの耐磨耗性部材が固定されている。 In one aspect of the present invention, a plate-shaped blade made of titanium or a titanium alloy is used as the base, and a wear-resistant member selected from an L-shaped ceramic member, a U-shaped ceramic member, or a flat ceramic member is fixed to substantially the entire surface of the blade that is highly susceptible to corrosion and wear.
一例として、図1(A)に示すように、撹拌翼の中央部分2aは板状翼板を横断面がL型形状のセラミック製部材6aで挟み込み、撹拌翼の端部2bは横断面がL型形状のセラミック製部材6bと、横断面及び縦断面が何れもL型形状であるセラミック製部材7とで板状翼板の先端部を挟み込むようにしている。そして、図1(A)に示すように、中央部分2aのセラミック製部材6aには、側面に4個のテーパ孔8があり、その中に翼板と同材質製の固定金具が挿入され固定され、端部2bのセラミック製部材6b、7には側面に2個のテーパ孔8があり、その中に翼板と同材質製の固定金具が挿入され固定されている。 As an example, as shown in Figure 1(A), the central portion 2a of the agitator impeller has a plate-shaped blade sandwiched between ceramic members 6a with an L-shaped cross section, while the end portion 2b of the agitator impeller has the tip of the plate-shaped blade sandwiched between ceramic members 6b with an L-shaped cross section and ceramic members 7 with L-shaped cross sections and longitudinal sections. As shown in Figure 1(A), the ceramic member 6a of the central portion 2a has four tapered holes 8 on its side into which fastening brackets made of the same material as the blades are inserted and secured, and the ceramic members 6b and 7 of the end portion 2b have two tapered holes 8 on their side into which fastening brackets made of the same material as the blades are inserted and secured.
このように構成されているのは、回転軸に近い中央部分2aよりも、回転軸から離れた端部2bのほうがスラリーによる腐食作用および磨耗作用が強く加わるからである。したがって、セラミック製の部材を複数の分割状態として翼板に固定することで、一部のセラミック製部材が部分的に磨滅しても、その一部を交換することにより、撹拌翼が再使用可能となるため好ましい。また、翼板全面を同じセラミックで覆ってもよいし、異なるセラミックで覆ってもよい。すなわち、撹拌翼の端部表面が、耐磨耗性が特に優れる断面L型又は断面コ型形状のセラミック製部材で覆われ、それ以外の部分が比較的安価なセラミックで覆われるようにすることができる。 This configuration is because the end portion 2b, farther from the rotating shaft, is more susceptible to corrosion and abrasion by the slurry than the central portion 2a, closer to the rotating shaft. Therefore, by fixing the ceramic member to the blade in multiple segments, even if some ceramic members wear out, the impeller can be reused by simply replacing them, which is preferable. The entire blade may be covered with the same ceramic, or with a different ceramic. In other words, the end surface of the impeller can be covered with a ceramic member with an L-shaped or U-shaped cross section, which has particularly excellent abrasion resistance, and the remaining portions can be covered with a relatively inexpensive ceramic.
セラミック製とは、例えば、窒化珪素、炭化珪素、サイアロン、酸化ジルコニウム、部分安定化ジルコニア、アルミナなどの耐磨耗性材料である。これらセラミックは、単一成分からなるものでも、必要に応じて他の成分、例えば周期律表第3a族元素の酸化物、ダイシリケートやモノシリケートなどのシリケート化合物、アルミナ、シリカ、マグネシアなどを含有したものでもよい。 Ceramic materials include wear-resistant materials such as silicon nitride, silicon carbide, sialon, zirconium oxide, partially stabilized zirconia, and alumina. These ceramics may consist of a single component, or may contain other components as needed, such as oxides of elements from Group 3a of the periodic table, silicate compounds such as disilicate and monosilicate, alumina, silica, and magnesia.
断面がL型形状のセラミック製部材は、図1(B)に示すように、L字の短辺が翼板の厚さと略一致する長さを有し、L字の長辺が翼板の幅よりも若干大きい長さを有している。若干大きいとは、セラミック製部材の少なくとも片方の厚さ分だけ翼板の幅より長くするということである。セラミック製部材の厚さは、特に制限されるわけではないが、例えば、3~10mm、好ましくは3~5mmとする。3mmよりも薄いと耐磨耗性が不十分となり、10mmを超えると重量が大きくなり、コスト面でも好ましくない。L型形状セラミック製部材には、一辺がL型形状のものと二辺がL型形状のもの(1横断面と1縦断面がL型形状のもの)、又は三辺がL型形状のもの(1横断面と2縦断面がL型形状のもの)があり、いずれも使用できるが、二辺、又は三辺がL型形状のものは、翼板の端部に専ら使用する。 As shown in Figure 1(B), the ceramic member with an L-shaped cross section has a short side of the L shape that is approximately the same length as the thickness of the blade, and a long side of the L shape that is slightly longer than the width of the blade. "Slightly longer" means that the width of the blade is longer by at least one thickness of the ceramic member. The thickness of the ceramic member is not particularly limited, but is, for example, 3 to 10 mm, preferably 3 to 5 mm. A thickness thinner than 3 mm results in insufficient wear resistance, while a thickness greater than 10 mm results in increased weight and is undesirable from a cost perspective. L-shaped ceramic members include those with one L-shaped side, those with two L-shaped sides (one cross section and one longitudinal section are L-shaped), and those with three L-shaped sides (one cross section and two longitudinal sections are L-shaped). All of these can be used, but those with two or three L-shaped sides are used exclusively at the ends of the blades.
断面がコ型形状セラミック製部材は、上記L型形状のセラミック製部材のコーナーがコ字になったものであり、L字の短辺に繋がる部分は、長さが比較的短く、例えば、1~5cm程度とすることが望ましい。成形がやや難しく、翼板へ取り付ける際に破損しやすいからである。コ型形状セラミック製部材は、一端がコ型形状のものと両端がコ型形状のものがある。このコ型形状セラミック製部材を用いると、翼板の端部全体を覆うことができる。 Ceramic components with U-shaped cross sections are L-shaped ceramic components with the corners turned U-shaped, and it is desirable that the part connecting to the short side of the L be relatively short, for example, about 1 to 5 cm. This is because it is somewhat difficult to form and is prone to breakage when attached to the vane. C-shaped ceramic components come in two types: one with a U-shaped end and both with a U-shaped end. Using this C-shaped ceramic component makes it possible to cover the entire end of the vane.
次に、本発明に係る撹拌装置の特徴点について説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る撹拌装置の構造を示す概略図である。本発明の一態様は、槽内でスラリーを撹拌する撹拌装置1であって、少なくとも、槽内に垂直に設けられた回転軸10と、回転軸10に設けられたブラケット20と、回転軸10にブラケット20を介して取り付けられたパドル型の撹拌翼30と、を備え、回転軸10にはゴムライニング15が施され、撹拌翼30は表面が耐摩耗性部材35で覆われており、ブラケット20の撹拌翼30との取り付け部分にはゴムライニング15の端部および耐摩耗性部材35の端部を含めて表面全体を覆うようにエポキシ樹脂層40が形成されるとともに、エポキシ樹脂層40と耐摩耗性部材35との境界部分を覆うようにセラミック粒子充填エポキシ樹脂瘤50が形成されている。 Next, we will explain the characteristics of the agitation device according to the present invention. Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of an agitation device according to one embodiment of the present invention. One aspect of the present invention is an agitation device 1 for agitating slurry in a tank, comprising at least a rotating shaft 10 vertically installed in the tank, a bracket 20 attached to the rotating shaft 10, and a paddle-shaped agitation blade 30 attached to the rotating shaft 10 via the bracket 20. The rotating shaft 10 is provided with a rubber lining 15, and the surface of the agitation blade 30 is covered with a wear-resistant member 35. An epoxy resin layer 40 is formed at the attachment portion of the bracket 20 to the agitation blade 30, covering the entire surface including the end of the rubber lining 15 and the end of the wear-resistant member 35, and ceramic particle-filled epoxy resin nodules 50 are formed to cover the boundary between the epoxy resin layer 40 and the wear-resistant member 35.
回転軸10は、例えば、SS400(一般構造用圧延鋼材)などの素材で構成されており、表面に天然ゴム、ブチルゴム等のゴムライニングが施されている。上述したようにニッケル及びコバルトの湿式製錬プロセスでは、塩酸酸性水溶液を取り扱うことが多く、強酸性の薬品などの撹拌では鋼製の回転軸では腐食が進んでしまうため、ゴムライニングを施すことにより、強酸性水溶液に対する耐食性を向上させることができる。 The rotating shaft 10 is made of a material such as SS400 (general structural rolled steel), and its surface is lined with a rubber lining made of natural rubber, butyl rubber, or other rubber. As mentioned above, hydrochloric acid aqueous solutions are often used in the hydrometallurgical refining process for nickel and cobalt, and stirring strong acidic chemicals can cause corrosion in steel rotating shafts. Therefore, applying a rubber lining improves corrosion resistance to strong acidic solutions.
また、撹拌翼30に関しては、上述したようにセラミック部材などの耐摩耗性部材35で、表面を覆っているため、摩耗に強い構造となっている。 Furthermore, as mentioned above, the surface of the agitator blade 30 is covered with a wear-resistant material 35 such as a ceramic material, making it highly resistant to wear.
一方で、回転軸10と撹拌翼30の接続箇所であるブラケット20の部分については、ブラケット20側のブラケット20と撹拌翼30の当り面に回転軸10と同様にゴムライニングを施すと、撹拌翼30の固定が不十分になり、また、その後の運転中に弛みが発生することにもつながる。そのため、ブラケット20の部分にはゴムライニングが施せないため、このような回転軸10と撹拌翼30の接続箇所がもっとも腐食しやすいという課題があった。 On the other hand, if a rubber lining were applied to the bracket 20, where the rotating shaft 10 and agitator blade 30 are connected, as with the rotating shaft 10, on the contact surface between the bracket 20 and agitator blade 30, the agitator blade 30 would not be secured properly and would become loose during subsequent operation. Therefore, since a rubber lining cannot be applied to the bracket 20, there was an issue that this connection between the rotating shaft 10 and agitator blade 30 was most susceptible to corrosion.
そこで、本発明では、図2に示すように、ブラケット20に撹拌翼30を取り付けた後に、ブラケット20と撹拌翼30との取り付け部分に、ゴムライニング15の端部、撹拌翼30を覆う耐摩耗性部材35の端部、及びボルト5等による突起部分を含めて表面全体を覆うようにエポキシ樹脂層40を形成するとともに、エポキシ樹脂層40と耐摩耗性部材35との境界部分を覆うようにセラミック粒子充填エポキシ樹脂瘤50が形成されている。このようにすることで、従来、腐食が生じやすかった回転軸10のブラケット20を腐食から保護すると共に、摩耗が生じやすかったエポキシ樹脂層40と耐摩耗性部材35との境界部分を摩耗から保護することができ、より耐用年数を向上させることができる。 Therefore, in the present invention, as shown in Figure 2, after the agitator blade 30 is attached to the bracket 20, an epoxy resin layer 40 is formed at the attachment point between the bracket 20 and the agitator blade 30 to cover the entire surface, including the end of the rubber lining 15, the end of the wear-resistant member 35 covering the agitator blade 30, and protrusions such as bolts 5. Furthermore, ceramic particle-filled epoxy resin nodules 50 are formed to cover the boundary between the epoxy resin layer 40 and the wear-resistant member 35. This protects the bracket 20 of the rotating shaft 10, which was previously prone to corrosion, from corrosion, and also protects the boundary between the epoxy resin layer 40 and the wear-resistant member 35, which was previously prone to wear, from wear, thereby improving the service life.
セラミック粒子は、一定以上の硬度を持ったものであれば特に限定はされないが、例えば、アルミナ製セラミックビーズが用いられる。また、セラミック粒子の粒径もエポキシ樹脂内に均一に分散できる程度の大きさであればよいが、一例として直径が0.5~1.0mm、あるいは、2.0~2.5mmのものが用いられる。ハンドリング性の面からは、直径が0.5~1.0mmのものを用いることが好ましい。セラミック粒子をエポキシ樹脂内に分散させることにより、スラリーの撹拌時においても、セラミック粒子が摩耗を食い止めることでセラミック粒子充填エポキシ樹脂が塗布されている表面を保護することができ、耐摩耗性を向上させることができる。 The ceramic particles are not particularly limited as long as they have a certain level of hardness, but for example, alumina ceramic beads are used. The particle size of the ceramic particles also needs to be large enough to be uniformly dispersed within the epoxy resin, but for example, particles with a diameter of 0.5 to 1.0 mm, or 2.0 to 2.5 mm, are used. From the perspective of ease of handling, particles with a diameter of 0.5 to 1.0 mm are preferred. By dispersing the ceramic particles within the epoxy resin, the ceramic particles can prevent wear even when the slurry is stirred, protecting the surface to which the ceramic particle-filled epoxy resin is applied and improving wear resistance.
このような硬化後のセラミック粒子充填エポキシ樹脂は以下に示す特徴を有している。
・耐摩耗性:ショア硬さが約90HSである。これは、回転軸10の素材であるSS400や撹拌翼30の素材であるチタンと比較して2.5~4倍のショア硬さである。
・耐薬品性:硫酸、苛性ソーダ、塩化ニッケル等の腐食性水溶液に対する耐性を備える。
・150℃程度の高温環境でも使用可能である。
・金属・樹脂への接着性が良く、溶接が不要で、取り扱いが容易である。
Such a cured ceramic particle-filled epoxy resin has the following characteristics:
Wear resistance: Shore hardness is approximately 90HS, which is 2.5 to 4 times harder than the SS400 material used to make the rotating shaft 10 and the titanium material used to make the stirring blades 30.
- Chemical resistance: Resistant to corrosive aqueous solutions such as sulfuric acid, caustic soda, and nickel chloride.
-Can be used in high temperature environments of around 150°C.
- It has good adhesion to metals and resins, does not require welding, and is easy to handle.
なお、セラミック粒子充填エポキシ樹脂瘤50は水溶液を浸透する可能性があるため、塩酸酸性水溶液が浸透して内部の素材が腐食してしまう恐れがある。このため、本発明では、セラミック粒子充填エポキシ樹脂をブラケット20に直接塗布するのではなく、まず、エポキシ樹脂をブラケット20の撹拌翼30との取り付け部分にゴムライニング15の端部および耐摩耗性部材35の端部を含めて表面全体を覆うように塗布したうえで、エポキシ樹脂層40と耐摩耗性部材35との境界部分を覆うようにセラミック粒子充填エポキシ樹脂を塗布している。このようにすることで、エポキシ樹脂層40は水溶液を浸透させないため、耐食性を向上させるとともに、その外側に塗布したセラミック粒子充填エポキシ樹脂により、耐摩耗性を向上させたハイブリッド仕様とすることができる。なお、硬化後のエポキシ樹脂自体は、基本的には液体を浸透させないが、セラミック粒子が充填されると微小な間隙が生じやすく、水溶液を透過させる可能性がある。 The ceramic particle-filled epoxy resin nodules 50 may be permeable to aqueous solutions, which could lead to corrosion of the internal material due to the penetration of hydrochloric acid. Therefore, in the present invention, rather than directly applying the ceramic particle-filled epoxy resin to the bracket 20, the epoxy resin is first applied to the bracket 20's attachment portion to the agitator blade 30, covering the entire surface, including the ends of the rubber lining 15 and the wear-resistant member 35. Then, the ceramic particle-filled epoxy resin is applied to cover the boundary between the epoxy resin layer 40 and the wear-resistant member 35. This configuration improves corrosion resistance because the epoxy resin layer 40 is impermeable to aqueous solutions, while the ceramic particle-filled epoxy resin applied to its exterior provides a hybrid design with improved wear resistance. While the cured epoxy resin itself is generally impermeable to liquids, the ceramic particles, when filled with the epoxy resin, tend to create tiny gaps that may allow aqueous solutions to pass through.
本発明の一態様に係る撹拌装置は、ニッケル及びコバルトの湿式製錬プロセスにおいて、ニッケル・コバルト混合硫化物(MS)の原料スラリーの貯槽における撹拌の用途として用いることができる。MSは、Ni:50~60重量%、Co:5重量%程度、S:30~40重量%のNiSとCoSの混合物である。もちろん、本発明の一実施形態に係る撹拌装置はこのような例のみに限定されるわけでは無く、摩耗性のある固体を含んだ腐食性のある強酸性水溶液からなるスラリー全般の撹拌に適用することも可能である。 An agitation device according to one embodiment of the present invention can be used to agitate raw material slurry of nickel-cobalt mixed sulfide (MS) in a storage tank in a nickel and cobalt hydrometallurgical process. MS is a mixture of NiS and CoS, with Ni: 50-60 wt%, Co: approximately 5 wt%, and S: 30-40 wt%. Of course, the agitation device according to one embodiment of the present invention is not limited to this example, and can also be used to agitate any slurry consisting of a corrosive, strongly acidic aqueous solution containing abrasive solids.
以下、本発明について、実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to the following examples in any way.
上記したニッケル及びコバルトの湿式製錬プロセスにおいて、ニッケル・コバルト混合硫化物(MS)の原料スラリー貯槽の撹拌機に本発明を適用し、本発明の一実施形態に係る撹拌装置とした。セラミック粒子充填エポキシ樹脂として、セラミックエポキシ材型式:HL-K1、メーカー関西パテ化工、アルミナ製セラミックビーズの粒子径:0.5~1.0mm、を塗布した。セラミック粒子充填エポキシ樹脂は主剤と硬化剤を1:2で混合し塗布した。塗布したセラミック粒子充填エポキシ樹脂は、24時間以上置くことでエポキシ材の硬化・乾燥を行った。 In the above-mentioned nickel and cobalt hydrometallurgy process, the present invention was applied to the agitator in the raw material slurry storage tank for nickel-cobalt mixed sulfide (MS), creating an agitation device according to one embodiment of the present invention. Ceramic particle-filled epoxy resin was applied using a ceramic epoxy material, model HL-K1, manufactured by Kansai Putty Chemical Co., Ltd., with alumina ceramic beads having a particle diameter of 0.5 to 1.0 mm. The ceramic particle-filled epoxy resin was applied by mixing the base agent and curing agent in a 1:2 ratio. The applied ceramic particle-filled epoxy resin was left to stand for at least 24 hours to harden and dry the epoxy material.
本実施例における運転環境は、pH1.5~3.0、温度55~65℃、回転数80~90rpmである。本発明を適用する前の従来例(比較例)では、撹拌装置は約1.5年で摩耗、腐食のために更新が必要となった。これに対して、本発明を適用した撹拌装置(実施例)では、8.5年経過した時点でも問題なく使用することが可能となった。なお、上記比較例の撹拌装置は、セラミック粒子充填エポキシ樹脂瘤50を備えていない以外は、本発明の一態様として上述したものと同一の撹拌装置である。 The operating environment in this example is a pH of 1.5 to 3.0, a temperature of 55 to 65°C, and a rotation speed of 80 to 90 rpm. In a conventional example (comparative example) before the application of this invention, the agitator required replacement after approximately 1.5 years due to wear and corrosion. In contrast, the agitator (example) to which this invention is applied was still able to be used without any problems even after 8.5 years. Note that the agitator in the comparative example is the same as the agitator described above as one aspect of the present invention, except that it does not include the ceramic particle-filled epoxy resin nodules 50.
したがって、本発明を適用することにより撹拌装置の耐用年数を大幅に向上させることができた。 Therefore, by applying this invention, the service life of the mixing device can be significantly improved.
なお、上記のように本発明の一実施形態および実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。 Although one embodiment and example of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will readily understand that many modifications are possible without substantially departing from the novel features and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are intended to be included within the scope of the present invention.
例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、撹拌装置の構成も本発明の一実施形態および実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 For example, a term that appears at least once in the specification or drawings together with a different term with a broader or equivalent meaning can be replaced with that different term anywhere in the specification or drawings. Furthermore, the configuration of the stirring device is not limited to that described in the embodiment and examples of the present invention, and various modifications are possible.
1 撹拌装置、2a 撹拌翼の中央部分、2b 撹拌翼の端部、5 ボルト、5a 取付け孔、6a,6b セラミック製部材(横断面がL型形状)、7 セラミック製部材(横断面及び縦断面がL型形状)、8 テーパ孔、10 回転軸、15 ゴムライニング、20 ブラケット、30 撹拌翼、35 耐摩耗性部材、40 エポキシ樹脂層、50 セラミック粒子充填エポキシ樹脂瘤 1. Mixing device, 2a. Center portion of mixing blade, 2b. End portion of mixing blade, 5. Bolt, 5a. Mounting hole, 6a, 6b. Ceramic member (L-shaped cross section), 7. Ceramic member (L-shaped cross section and longitudinal section), 8. Tapered hole, 10. Rotating shaft, 15. Rubber lining, 20. Bracket, 30. Mixing blade, 35. Wear-resistant member, 40. Epoxy resin layer, 50. Ceramic particle-filled epoxy resin lump
Claims (4)
少なくとも、
前記槽内に垂直に設けられた回転軸と、
前記回転軸に設けられたブラケットと、
前記回転軸に前記ブラケットを介して取り付けられたパドル型の撹拌翼と、
を備え、
前記回転軸にはゴムライニングが施され、前記撹拌翼は表面が耐摩耗性部材で覆われており、
前記ブラケットの前記撹拌翼との取り付け部分には前記ゴムライニングの端部および前記耐摩耗性部材の端部を含めて表面全体を覆うようにエポキシ樹脂層が形成されるとともに、前記エポキシ樹脂層と前記耐摩耗性部材との境界部分を覆うようにセラミック粒子充填エポキシ樹脂瘤が形成されていることを特徴とする撹拌装置。 An agitation device for agitating a slurry in a tank,
at least,
a rotating shaft vertically disposed within the tank;
a bracket provided on the rotating shaft;
a paddle-type stirring blade attached to the rotating shaft via the bracket;
Equipped with
The rotating shaft is provided with a rubber lining, and the surface of the stirring blade is covered with a wear-resistant material,
An agitation device characterized in that an epoxy resin layer is formed at the attachment portion of the bracket to the agitation blade so as to cover the entire surface, including the ends of the rubber lining and the ends of the wear-resistant member, and a ceramic particle-filled epoxy resin nodule is formed so as to cover the boundary portion between the epoxy resin layer and the wear-resistant member.
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