JPS6240064B2

JPS6240064B2 -

Info

Publication number: JPS6240064B2
Application number: JP54036147A
Authority: JP
Inventors: Jei Hinzu Robaato
Original assignee: Chevron Research and Technology Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1987-08-26
Also published as: JPS55129167A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は泡沫浮遊分離を実施するための改良さ
れた方法に関する。

浮遊技術により液体を純化するための各種の方
法が周知である。浮遊に関する特定的な適用に
は、微細分割された固体もしくは有機液体を水か
ら分離することが含まれる。浮遊方法はまた、水
のような液体中に懸濁した固体状の廃物質から所
望の鉱物を分離するためにも広く用いられる。

浮遊純化技術は典型的には、通常、泡沫の形成
もしくは湿潤を助ける泡沫化剤もしくは他の薬剤
を添加の後、純化すべき水もしくは他の液体に空
気もしくは他のガスを混合することにより泡沫を
形成することを包含する。形成された泡沫は液の
表面上を浮遊しまた機械的手段により液体から容
易に分離される。水もしくは他の液体中に含まれ
る不純物は、液体を通過して上昇する空気もしく
は他のガスの気泡に選択的に付着する。不純物は
液の上方にある泡沫層内に浮遊して入り、また泡
沫とともに液体から分離される。水の浮遊純化は
水から液状油を除去するために、同じくまた種々
の固体を除去するために商業的に使用される。

純化すべき液体からの液体もしくは粒状固体の
浮遊分離は、一連の三つのもしくはそれより多い
段階ないしは工程においてしばしば実施される。
各工程はまづガスを液体と混合して、液体から分
離すべき物質を含む泡沫を形成し、かつ第二に液
体から泡沫を分離することを包含する。各段階を
終了の後（最後の段階は別）、液体を下流の段階
に送入し、そこで泡沫の浮遊ならびに分離操作を
反復する。泡沫浮遊装置の何らかの所与の商業的
な態様において採用する段階の数は、関与する特
定の物質を分離する困難さに依存し、しばしば４
ないし６段階が用いられる。

商業的に利用可能な浮遊方式の一つは直列の４
つの段階を含む。最後の段階から回収される液
は、第１の段階に、そして中間の第２および第３
の段階に、そしてまた最後の段階に再循環され
る。再循環され、すでに処理されている、最後の
段階の流出物から回収される液体は、ガスが導入
されている再循環液を、処理すべき液体の本体に
ジエツト噴入することにより、各段階において空
気を液体と混合するのに用いる。各段階におい
て、得られる泡沫ないし発泡を液体の本体から除
去する。泡沫の分離の後、液体を次の段階に送入
する。所与の段階で処理すべき液体の本体は、所
与の段階からの泡沫が上流もしくは下流の段階に
移動するのを防止する邪魔板によつて、所与の段
階に隣接する上流もしくは下流の段階にある液体
の本体から実質的に隔てられている。

米国特許第3647069号は、特に、シリカのよう
な固体および石油液状物質を水から分離する装置
において浮遊分離を実施するためのそしてまた水
を脱気するための装置ならびに方法を開示してい
る。米国特許第3864251号はタール砂および水か
らビチユーメンを回収するために泡沫浮遊を使用
することを開示している。米国特許第3884803号
は高API比重油で汚染されている水を純化するた
めに泡沫浮遊の使用を開示している。エンサイク
ロペデイアオブケミカルテクノロジー
（Encyclopedia of Chemical Technology）第９
巻380〜398ページには金属鉱石のような鉱物を廃
物質および水から分離するために泡沫浮遊を使用
することの論議が掲載されている。

一つの態様において本発明は、第１の液体と粒
状固体もしくは第１の液体中に不溶の第２の液体
との混合物を、少くとも最初の工程と最後の工程
とを含む一連の浮遊工程において処理することに
より、上記の混合物から第１の液体を分離する方
法であつて、上記の各工程が、ガスを混合物に混
合することにより固体もしくは第２の液体を含む
泡沫を形成しかつ混合物から泡沫を分離すること
を包含する方法において、最初の工程において混
合物から泡沫を分離する前に、最初の工程におい
て混合物から泡沫を分離後しかも最終工程におい
てガスを混合物に混合する以前に、残存する混合
物の再循環部分に混合物を混合することからなる
改良された分離方法に関する。

一連の浮遊工程が少くとも一つの中間的工程を
含み、中間的工程において混合物から泡沫を分離
した後に再循環部分が分離され、そして中間的段
階において泡沫を混合物を分離する前に混合物に
再循環部分を混合するのが望ましい。

第１の液体は水と泡沫を形成するのに用いるガ
スとを含み、また浮遊工程に空気が関与するのが
望ましい。

本発明者は、最終段階を実施するのに先立つて
回収された混合物の一部を再循環することによ
り、所与の段階的浮遊分離方法の分離効率を著し
く改良できることを見出した。第１の分離段階に
先立つてもしくはそれに際してまたは混合物の再
循環流が混合物の主純化流から分離される操作個
所からみて上流のいづれかの個所にある何らかの
中間的段階に先立つてもしくはそれに際して、混
合物の再循環部分を系内の混合物の主な流れに添
加することができる。中間段階の後に残存する混
合物の一部を再循環することは、ガスが導入され
ている混合物の再循環部分を純化の各段階におけ
る混合物の本体にジエツト噴入することにより、
各段階において泡沫が形成される浮遊分離装置に
おいて採用するのが特に有利である。本方法は浮
遊ならびに分離操作の各工程において泡沫の形成
を惹起するために、最後の浮遊−分離工程から回
収される純化された液体を用いる従来的技術によ
る浮遊装置に比べて著しい改良を提供する。

添付の図面は本発明の望ましい態様の略解図で
ある。図面の一層詳細な説明は本発明の以下の詳
細な説明においてなされる。

本発明の改良された方法は、液体と、何らかの
型の粒状固体もしくはこの液体中に少くとも部分
的に不溶である液状物質との混合物の段階的泡沫
浮遊−分離のための既往の装置に関連して用いる
ことができる。本方法を有利に適用できる分離装
置の代表的な種類には、石油留分のような炭化水
素質の水からの分離、有価値の鉱物の水からのそ
して固体鉱物廃棄物からの分離ならびに生物固体
（biosolid）の水からの分離のためのものが含ま
れる。

本発明の使用を可能とするためには、装置が少
くとも二つの段階つまり最初のおよび最後の段階
を包含せねばならない。

本発明の最適な使用を可能にするために、浮遊
−分離装置は、処理に際して混合物の主な流れが
流れる少くとも３つの直列な段階を包含するのが
望ましい。従つて好適な装置は最初の段階、中間
的な一つの段階および最後の段階を少くとも含
む。勿論、一つより多い中間的段階を包含する装
置もまた本発明を使用するのに好適である。この
ような装置の各段階ないし各工程においては、混
合物から分離すべき物質を含有する泡沫を形成せ
ねばならず、そして混合物を引続いての下流の段
階に送入するに先立つてもしくは装置から最終的
に取出すのに先立つて泡沫および物質を混合物か
ら分離せねばならない。

本発明を用いる装置において泡沫ないしは発泡
を形成するのに用いるガスの種類は通常、分離す
べき物質の種類によつて決まる。しばしば空気の
使用が好適である。ある場合には、他のガス例え
ば窒素もしくはメタンが一層好適である。本発明
を用いる何らかの装置においての使用に好適なガ
スの選択は、当技術に熟達する者にとつて可能で
ある。

本発明は添付の図面を参照しつゝさらによく説
明することができる。本発明は図面に示す態様に
限定されるべきでなく、また本発明の範囲に入る
各種の変改、変更ならびに同等物は、当技術に熟
達する者にとつては、上述したことおよび以下に
さらに述べることから明らかとなるであろう。

図面を参照しつつ説明すると、第１の液体と粒
状固体もしくは第２の液体を含有する供給混合物
を導管１を経て装置に導入し、そして最初の浮遊
工程の行なわれる第１の浮遊帯２に送入する。商
業的に入手可能な高分子電解質のごとき泡沫化剤
を２ないし40ミリグラム／リツトルの濃度にて供
給物に通常添加する。最初の浮遊帯２において
は、以下に述べるようにして用意するガスの導入
されている混合物の循環部分を供給混合物の本体
にジエツト噴入し、空気を混合物と混合しかつ混
合物から分離すべき物質に比較的富む泡沫を形成
する。泡沫は、従来的な既知の仕方で、例えば上
澄み掬い（skimming）によつて混合物から分離
し、かつ導管３を経て第一の浮遊帯２から抜出
す。処理した混合物は第一の浮遊帯２から抜出し
かつ導管４を経て中間的な第二の浮遊帯５に送入
する。

浮遊帯２および５は、帯域２において生成され
る泡沫を帯域５で生成される泡沫から隔離するた
めにそして混合物を帯域５に送入するに先立つて
それが帯域２において十分に処理されることつま
りその滞留時間が十分であることを保証するため
に役立つ何らかの型の開口、通路およびその他に
よつて連絡されていてよいことは、当技術に熟達
の者には容易に理解されるであろう。従つて帯域
２および５は、一つもしくはそれより多い適切に
配置された邪魔板によつて単に隔離された室を包
含してよく、混合物は上流の帯域２から下流の帯
域５へと邪魔板により形成される流路を通つてな
んらの阻害なしに流れる。導管４を用いて図面に
示す帯域２から帯域５への混合物の流れは略解的
に簡潔に示されている。

本発明の広汎な範囲においては、浮遊帯域２お
よび５および以下に述べるような他の浮遊帯域に
おいて泡沫の形成される仕方は臨界的な性質をも
たない。しかし所与の段階の下流から回収される
混合物の循環部分を、その中にガスを導入した
後、各段階の混合物の本体にジエツト噴入するこ
とにより、泡沫を所与の段階において形成するの
が望ましく、これによつて各帯域における混合物
の本体の上方にある空間のガスが混合物の本体中
に再循環される。各段階において泡沫を形成する
ために適当な各種の他の手段および方法は、当技
術に熟達の者にとつては、例えばガスジエツト、
機械的混合機例えばインペラーおよびその他の使
用のように、明らかであろう。中間の第二の浮遊
帯５において泡沫を形成しかつ混合物から分離し
た後、泡沫を帯域５から抜出しかつ導管６を経て
送出し導管３内の泡沫と混合する。泡沫の分離の
後に残存する処理された混合物は帯域５から抜出
して導管７に送入する。

本発明によれば、導管７に送入する混合物の循
環部分は導管７から抜出し、中間的帯域５におい
て混合物から泡沫を分離する個所よりも少くとも
１個所上流である所において、導管７の上流の混
合物の主な流れと接触させる。帯域５からの流出
混合物の一部を導管８を経て導管７から抜出す。
抜出す循環部分の量は導管８に機能的に接続して
いる弁９により示される態様によつて制御する。
導管７中の混合物から抜出されかつ導管８を経て
循環される混合物の量は一般に帯域５から導管７
に送入する混合物の全量の約40ないし約90容積％
である。導管８に送入する混合物の量は、帯域５
から導管７に抜出す混合物の量の約50ないし約80
容積％に保つのが好ましい。混合物の循環部分を
導管８中に抜出すことにより、帯域５において実
施される中間的な浮遊工程において泡沫が混合物
から分離された後、そして以下に述べる最後の浮
遊工程において混合物の主な流れにガスを混合す
る以前に、混合物の主な流れから再循環混合物が
抜出される。導管７から回収する混合物の再循環
部分は、導管８を経てポンプ１０に流入しかつポ
ンプ１０から導管１１に吐出される。

ポンプ１０から吐出される混合物の再循環部分
の一部は第一の浮遊帯２に循環するためにさらに
導管１１に送入する。帯域において、導管１１か
らの循環混合物は第一の浮遊帯において混合物か
ら泡沫を分離するのに先立つて供給混合物の本体
と接触する。導管１１から第一の帯域に導入する
混合物の再循環部分は、空気を導管中に導入した
後で、泡沫を形成するために帯域２において空気
を液体と混合するためのジエツトとして用いるの
が好ましいことはすでに上記で論じたとおりであ
る。導管から第一の帯域２に送入する再循環混合
物の量は、導管１１に機能的に接続した弁１２に
よつて制御する。

ポンプ１０から吐出される混合物の再循環部分
の他の部分は、中間的な第二の浮遊帯５へと導管
１１から導管１３を経て送入する。帯域５におい
ては、導管１３からの再循環混合物を、この浮遊
工程において混合物から泡沫を分離するに先立つ
て、混合物の主な本体と接触する。導管１３から
中間的な帯域５へと導入する混合物の再循環部分
は、導管１３に空気を導入した後で、泡沫を形成
するために帯域５内で空気を混合物と混合するた
めのジエツトとして用いるのが好ましい。導管１
３から中間帯５に送入する循環混合物の量は、導
管１３に機能的に接続した弁１４によつて制御す
る。

中間的な第二の帯域５において泡沫から分離さ
れ、そして帯域５から導管７中に抜出され、そし
て混合物の循環部分を導管８へと抜出された後、
導管７中の混合物の主な流れは別な中間的な浮遊
帯１５へとさらに送入される。この中間的な第三
の浮遊帯１５において混合物を再び空気と混合し
て泡沫を形成する。泡沫を混合物から分離し、帯
域１５から導管１６に抜出し、かつ導管３に送入
する。こゝに示す態様においては、以下にのべる
ようにして、用意される、空気の導入されている
混合物の循環部分を、帯域１５内の混合物の本体
中にジエツト噴入し、空気を混合物と混合しかつ
混合物から分離すべき物質を含有する泡沫を形成
する。泡沫を分離しかつ抜出した後、中間的な第
三の帯域１５から混合物を抜出し、導管１７を経
て最後の第四の浮遊帯１８に送入するこの最後の
帯域１８において、混合物を再びガスと混合し、
混合物から分離すべき物質を含む泡沫を形成す
る。次に泡沫を混合物から分離しかつ導管１９を
経て最後の浮遊帯１８から導管３へと抜出す。導
管３内の泡沫は次に浮遊装置から抜出しかつ従来
的な仕方で処理することができる。泡沫からの分
離の後、最後の浮遊帯１８から混合物を抜出しか
つ導管２０を経てポンプ２１に送入する。混合物
はポンプ２１から導管２２中に吐出される。導管
２２中の混合物の一部分はこれから抜出し浮遊帯
１５および１８に循環するために導管２３に送入
する。導管２３に送入する混合物の量は、導管２
３に機能的に接続した弁２４によつて制御する。
導管２３中の混合物の循環部分の第一の部分は第
三の浮遊帯１５に送入する。帯域１５に循環する
混合物の量は、導管２３上の弁２５により制御す
る。導管２３中の混合物の循環部分の第二の部分
は抜出されて導管２６を経て第四のそして最後の
浮遊帯１８に送入される。帯域１８に再循環する
混合物の量は導管２６に機能的に接続した弁２７
によつて制御する。処理された混合物の主な流れ
は導管２２を経て装置から抜出す。

以下の例示的な態様は本発明の特定的の望まし
い態様を示す。本発明の範囲は以下に述べる態様
の特定的な詳細に限定されることはない。

添附の図面に示すのと類似な装置を用いる。１
リツトルあたり100ミリグラムの実質的に不溶な
液状炭化水素物質を含有する水からなる混合物を
毎分3.7852m³（1000ガロン）の割合で導管１を経
て浮遊帯２に導入するとともに、商業的に入手可
能な高分子電解質を１リツトルあたり10ミリグラ
ム添加する。浮遊帯域２において、導管１１を経
て毎分1.8925m³（500ガロン）の割合で帯域２に
送入される、導入空気を含有する再循環水を混合
物と混合することにより泡沫を形成する。水と１
リツトルあたり約42ミリグラムの油性物質との混
合物を導管４を経て抜出し、毎分5.621m³（1485
ガロン）の割合で中間的な第二浮遊帯５に送入す
る。油を含有する泡沫を、水毎分0.0568m³（15ガ
ロン）および油毎分190.508g（0.42ポンド）の割
合で導管３へと第一の浮遊帯２から抜出す。浮遊
帯５においては、空気を混合物と混合することに
より泡沫を形成する。空気は循環混合物中に予め
導入しておく。空気と循環混合物は導管１３を経
て毎分1.8925m³（500ガロン）の割合で帯域５に
導入する。水と１リツトルあたり約25ミリグラム
の油性物質との混合物を毎分7.457m³（1970ガロ
ン）の割合で導管７を経て帯域５から抜出す。油
を含有する泡沫を、水毎分0.0568m³（15ガロン）
および油毎分92.254g（0.21ポンド）の割合で、
第二の帯域５から導管６にそして導管３に抜出
す。導管７中の混合物の循環部分は毎分3.7852m³
（1000ガロン）の割合で循環のために導管８、ポ
ンプ１０ならびに導管１１および１４を経て抜出
し、上述のように帯域２および５で使用する。導
管７中の混合物の残りは第三の浮遊帯１５に送入
する。浮遊帯１５においては、再循環混合物に空
気を導入した後混合物に空気を混合することによ
り泡沫を形成する。空気と循環混合物とを毎分
1.8925m³（500ガロン）の割合で導管２３を経て
帯域１５に導入する。水と１リツトルあたり約11
ミリグラムの油性物質との混合物を、導管１７を
経て帯域１５から抜出し、毎分5.5072m³（1455ガ
ロン）の割合で最後の帯域１８に送入する。油を
含有する泡沫を、水毎分0.0568m³（15ガロン）お
よび油毎分45.359g（0.10ポンド）の割合で、第
三の浮遊帯から導管１６を経て導管３に抜出す。
浮遊帯１８においては、空気を再循環混合物に導
入の後混合物と空気を混合することにより泡沫を
形成する。空気と再循環混合物とは毎分1.8925m³
（500ガロン）の割合で導管２６を経て帯域１８に
導入する。水と１リツトルあたり約６ミリグラム
の油性物質との混合物を毎分7.3429m³（1940ガロ
ン）の割合で導管２０を経て帯域１８から抜出
す。油を含有する泡沫を、水毎分0.0568m³（15ガ
ロン）および油毎分22.678g（0.05ポンド）の割
合で最後の浮遊帯１８から導管１９を経て導管３
に送入する。導管２０から流出する流出混合物は
ポンプ２１に入りかつ導管２２へと抜出される。
ポンプ２１から吐出される導管２２中の流出混合
物の一部は、上記で述べたごとく浮遊帯１５およ
び１８で使用するために毎分3.7852m³（1000ガロ
ン）の割合で導管２３および２６を経て循環され
る。混合物の残りは毎分3.5581m³（940ガロン）
の割合で導管２２を経て装置から回収される。

本発明の望ましい態様について以上述べたが、
種々な変改および均等物は明白であろう。本発明
の範囲は特許請求の範囲によつて規定されるべき
でありまた上記のごとき変改および同等物を含む
べきであることが意図される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の望ましい態様に関する略解図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１第１の液体と粒状固体との、もしくは第１の
液体に不溶の第２の液体との混合物を、少くとも
最初の工程と最後の工程とを含む一連の浮遊工程
において処理することにより、上記の混合物から
第１の液体を分離する方法であつて、上記の各工
程が、(1)ガスを上記混合物に混合することにより
上記の固体もしくは上記の第２の液体を含む泡沫
を形成しかつ(2)上記混合物から泡沫を分離するこ
とを包含しそして上記最後の工程が上記最後の工
程において泡沫を上記混合物から分離後残存する
上記混合物の第１の再循環部分を、上記最後の工
程において上記混合物から泡沫を分離するのに先
立つて上記混合物と接触させることをさらに包含
する方法において、上記の最初の工程において上
記混合物から泡沫を分離する前に、上記の最初の
工程において上記の混合物から泡沫の分離後でそ
して上記の最後の工程においてガスを上記混合物
に混合する前に残存する上記混合物の第２の再循
環部分に上記混合物を混合し、しかも上記第２の
再循環部分が上記第１の再循環部分から分離され
ていることを特徴とする改良された分離方法。２一連の粉遊工程が少くとも一つの中間工程を
含み、この中間工程において上記混合物から泡沫
分離後、再循環部分を上記混合物から分離し、ま
た上記の中間工程において上記混合物から泡沫を
分離する前に上記の循環部分を上記の混合物と混
合する上記第１項の改良された分離方法。３第１の液体が水を包含する上記第１項の改良
された分離方法。４空気を混合物に混合することにより浮遊工程
において泡沫を形成する上記第１項の改良された
分離方法。５混合物が粒状固体を含む上記第１項の改良さ
れた分離方法。６第２の液体が、第１の液体中に実質的に不溶
である炭化水素質液体である上記第１項の改良さ
れた分離方法。