(57)【要約】【課題】固形分を大量に含むスラリーであっても効果的に曝気することができる曝気装置を提供する。【解決手段】スラリーＳを収容しうる容器１０と、容器１０内に配置されスラリーＳを攪拌する曝気部材２０と、スラリーＳに対して気体を供給する気体供給手段とを備えた曝気装置１であって、曝気部材２０は、互いに平行な一対の端板21a，21bと一対の端板21a，21b間に設けられた筒状の側板21cとを有する、円筒状の中空な容器である曝気部２１と、曝気部２１の中心軸と同軸となるように、一方の端板の外面に立設された軸部材２２と、軸部材２２をその中心軸周りに回転させる駆動部とを備えており、曝気部２１の側板21cには、複数の貫通孔ｈが形成されており、回転軸２２の中心軸に沿って、回転軸２２の先端から一方の端板内面まで貫通する気体供給通路22hが形成されており、気体供給手段は、気体供給通路22hを介して、曝気部２１の内部と連通されている。【選択図】図１
2011056361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーを攪拌しつつ該スラリーに対して気体を供給するために使用される曝気部材であって、
中空な円筒状の軸部材と、
該軸部材の先端に、該軸部材と同軸となるように設けられた円筒状の曝気部とを備えており、
該曝気部の側面には、内部と外部とを連通する複数の貫通孔が形成されている
ことを特徴とする曝気部材。
【請求項２】
前記曝気部は、
その外径が、前記軸部材の外径以上である
ことを特徴とする請求項１記載の曝気部材。
【請求項３】
前記曝気部は、
その側面が平滑な円筒状曲面となるように形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の曝気部材。
【請求項４】
前記曝気部に設けられている複数の貫通孔は、
基端側に位置する部分の開口密度が、先端側に位置する部分の開口密度よりも小さくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の曝気部材。
【請求項５】
スラリーを収容しうる容器と、該容器内に収容されるスラリーを攪拌する攪拌手段とを備えた曝気装置であって、
前記攪拌手段は、
請求項１、２、３または４記載の曝気部材と、
該曝気部材の曝気部を前記容器内に配置した状態において、前記曝気部材をその中心軸周りに回転させる駆動部とを備えている
ことを特徴とする曝気装置。
【請求項６】
前記容器が、
上端に開口を有し、下端に底を有する中空な容器であり、
前記曝気部材は、
前記容器内部に前記曝気部が配置されるように、その先端が前記容器の上端に設けられた開口から前記容器内に挿入されており、
前記曝気部の基端から前記容器の内底面までの距離が、該容器においてスラリーを収容しうる空間全高の４分の１以下となるように配置されている
ことを特徴とする請求項５記載の曝気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曝気装置に関する。さらに詳しくは、鉱石等の硬いスラリー中にガスを拡散させるために使用される曝気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱石に含まれる目的金属を回収する方法として、鉱石中の金属を溶解して回収する方法がある。例えば、金であれば、金鉱石から金を回収する方法として、青化法がある。この青化法では、金鉱石に含まれる金をシアン化物で溶解、抽出して回収する。
【０００３】
ところで、金を回収した後の鉱石（回収後鉱石）には、金の抽出の際に使用したシアン化物が残留する。シアン化物は一般に人体に有毒であるため、回収後鉱石に含まれるシアン化物を無害化する処理が行われる。例えば、水等の液体と回収後鉱石とを混合して形成されたスラリーにオゾンを混合して溶解させ、溶解したオゾンと回収後鉱石中のシアン化物とを反応させれば、シアン化物が酸化分解されるから、シアン化物を無害化することができる。
【０００４】
ここで、オゾンは水等の液体に対して難溶解性なガスであるため、上述したような方法で回収後鉱石中のシアン化物とオゾンとを反応させる場合、反応速度を律速する過程としては、オゾンがスラリー溶液中に物理的に溶解する過程であることが多い。すると、シアン化物を無害化処理する効率を向上させるには、スラリーに混合するオゾンの気泡をより細かくし、かつそれらの気泡がスラリー中でより長く滞留できるようにすることが好ましい。
【０００５】
スラリー中に気体を混合する装置では、気体を微細化してスラリーに供給するために、撹拌部材として、回転中空シャフトに連結された回転羽を持ち、回転中空シャフトを通して供給される気体を回転羽から噴出するように構成されたものが使用されている。かかる装置では、撹拌部材を回転させながら気体を供給することによって、気体をスラリー等に供給しつつスラリー中に均一に分散させることができるし、回転羽と気体とが干渉することによる気体の微細化も期待できる（例えば、特許文献１）。
【０００６】
しかし、上記のごとき攪拌部材を使用した場合、その回転に起因して、スラリー中には攪拌部材の回転軸を中心とする渦巻き状の攪拌流が発生し、スラリーの液面が渦巻き状の攪拌流の中心に向かって窪んだ状態となる。この場合、回転羽からスラリーの液面までの距離が短くなってしまい、回転羽からスラリーに供給された気体が短時間で液面から逃げてしまう確率が高くなる。すると、スラリーに気体を溶解させる効率や、スラリー中の物質と気体とを反応させる効率が悪くなってしまう。
【０００７】
一方、液体を攪拌しても大きな攪拌流を形成させない構造を有する撹拌部材が開発されており、かかる撹拌部材を備えた曝気装置が、特許文献２に開示されている。
特許文献２の曝気装置は、液体を溜めた槽等に設置され、この槽内の液体を曝気するためのものであり、図５に示すように、撹拌部材として、多孔板で形成された円筒状の回転体116が設けられている。そして、特許文献２には、円筒状の回転体116を用いているので、液を攪拌することが少なくなる旨が記載されている。つまり、特許文献２の曝気装置における撹拌部材を使用した場合、液中に渦巻き状の攪拌流が発生する可能性を少なくすることができると推察される。
【０００８】
しかるに、特許文献２の曝気装置はあくまで液体を曝気するための装置であり、回収後鉱石のような固形分を大量に含むスラリーの攪拌に使用することは困難である。
なぜなら、特許文献２の曝気装置の回転体116をスラリー中に浸漬した場合、回転体116の内部にスラリー中の回収後鉱石が浸入してそのまま排出されず堆積してしまい、回転体116が偏心した状態で回転し破損するおそれがあるからである。回転体116の内部に回収後鉱石の堆積が生じるのは、図３に示すように、特許文献２の曝気装置の回転体116では、気体は、回転軸107の側面に設けられた孔123bから回転体116内に供給される構成となっているからである。かかる構成ゆえ、回転軸107近傍の底面に溜まった回収後鉱石（図３のハッチング部分）は、孔123bから供給される気体で押すことができないし、回転軸107近傍は遠心力が弱いので遠心力によって排出させることもできないので、鉱石の堆積が生じるのである。
【０００９】
以上のごとく、回収後鉱石等の固形分を大量に含むスラリーを効果的に曝気することができ、しかも、かかるスラリーを攪拌しても攪拌部材の損傷を防ぐことができる曝気装置は現在のところ見当たらず、かかる曝気装置が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−５２６３３号公報
【特許文献２】実開平５−２８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事情に鑑み、固形分を大量に含むスラリーであっても効果的に曝気することができる曝気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（曝気部材）
第１発明の曝気部材は、スラリーを攪拌しつつ該スラリーに対して気体を供給するために使用される曝気部材であって、中空な円筒状の軸部材と、該軸部材の先端に、該軸部材と同軸となるように設けられた円筒状の曝気部とを備えており、該曝気部の側面には、内部と外部とを連通する複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする。
第２発明の曝気部材は、第１発明において、前記曝気部は、その外径が、前記軸部材の外径以上であることを特徴とする。
第３発明の曝気部材は、第１または第２発明において、前記曝気部は、その側面が平滑な円筒状曲面となるように形成されていることを特徴とする。
第４発明の曝気部材は、第１、第２または第３発明において、前記曝気部に設けられている複数の貫通孔は、基端側に位置する部分の開口密度が、先端側に位置する部分の開口密度よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする。
（曝気装置）
第５発明の曝気装置は、スラリーを収容しうる容器と、該容器内に収容されるスラリーを攪拌する攪拌手段とを備えた曝気装置であって、前記攪拌手段は、請求項１、２、３または４記載の曝気部材と、該曝気部材の曝気部を前記容器内に配置した状態において、前記曝気部材をその中心軸周りに回転させる駆動部とを備えていることを特徴とする。
第６発明の曝気装置は、第５発明において、前記容器が、上端に開口を有し、下端に底を有する中空な容器であり、前記曝気部材は、前記容器内部に前記曝気部が配置されるように、その先端が前記容器の上端に設けられた開口から前記容器内に挿入されており、前記曝気部の基端から前記容器の内底面までの距離が、該容器においてスラリーを収容しうる空間全高の４分の１以下となるように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
（曝気部材）
第１発明によれば、軸部材が中空であるから、この中空部分に気体が供給されれば、軸部材を回転させながら曝気部の側面に設けられている貫通孔から気体をスラリー中に供給することができる。すると、スラリーを攪拌しながら気体をスラリーに供給できるので、スラリー中に気体を均一に分散させることができる。また、曝気部から放出された気体が曝気部と干渉することによって、スラリーに供給される気体を微細化することもできる。よって、オゾンなどの溶解しにくい気体でも、スラリーへの溶解効率を向上させることができるし、気体とスラリー中の物質との反応効率も向上させることができる。また、曝気部内にスラリーの固形分が入っても、曝気部内に気体が流入すれば、流入した気体によって曝気部内の固形分をその側面に向かって押すことができる。そして、この気体による押出し効果と遠心力の効果により、固形分を曝気部の側面に設けられている貫通孔を通して外部にスムースに排出できるから、固形分が曝気部内に溜まることを防ぐことができる。
第２発明によれば、曝気部の外径が大きいので、軸部材を回転させたときに発生する攪拌流を強くすることができ、スラリー中に気体を分散させる効率を高くすることができる。
第３発明によれば、曝気部の側板外面が平滑な面であるから、金を回収した後の鉱石のように硬く粗大な粒子を含むスラリーを攪拌しても、摩耗などによる曝気部の損傷を抑えることができる。よって、曝気部のメンテナンス回数等を少なくでき、装置の維持管理が容易になる。
第４発明によれば、軸部材をその基端が上方に位置し先端が下方に位置するようにスラリー中に配置したときに、曝気部の上部に位置する貫通孔から排出される気体の量が、曝気部の下部に位置する貫通孔から排出される気体の量よりも多くなることを防ぐことができる。すると、曝気部の上下方向の位置に係わらず、均等な量の気体をスラリーに供給することができるので、気体をスラリーに均一に混合させることができる。
（曝気装置）
第５発明によれば、曝気部が円筒状であり、駆動部によって軸部材を回転させたときに容器内のスラリーに発生する攪拌流がそれ程強くならないから、容器内のスラリーの液面が攪拌流の中心に向かって窪んだ状態となっても、その窪みを小さくすることができる。よって、オゾンなどの溶解しにくい気体でも、容器内のスラリーへの溶解効率を向上させることができるし、気体とスラリー中の物質との反応効率も向上させることができる。
第６発明によれば、容器の内底面近傍における撹拌力が不足することを防ぐことができるので、内底面近傍に位置するスラリーに対しても均一に気体を分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の曝気装置１の概略断面図である。
【図２】（Ａ）は本実施形態の曝気装置１における曝気部２１の拡大断面図であり、（Ｂ）は曝気部２１の部分側面図である。
【図３】（Ａ）は他の実施形態の曝気部材20Bを有する曝気装置１の概略断面図であり、（Ｂ）は他の実施形態の曝気部材20Bにおける曝気部21Bの拡大断面図である。
【図４】流路内を流れるスラリーＳを、曝気部材２０によって連続して曝気処理する場合の概略説明図である。
【図５】特許文献２の曝気装置の回転体116の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の曝気装置は、スラリー中にガスを拡散させるために使用される曝気装置であって、スラリーを攪拌する手段として、スラリーに対して液体への溶解度が低いガスを効果的に曝気することができる曝気部材を採用したことに特徴を有している。
とくに、本発明の曝気装置は、粒子径100μｍを超えるサイズの比較的粗い鉱石粒子が一定比率以上含まれるスラリーに、液体への溶解度が低いガスを曝気させる作業に適している。
【００１６】
なお、本発明の曝気装置が処理対象とするスラリーは、例えば、金を回収した後の鉱石（回収後鉱石）と水等の液体とを混合して形成されたスラリーや、一般土壌スラリー等のように、固形分を大量に含むスラリーであるが、これらに限定されるものではない。
また、上述した液体への溶解度が低いガスとは、例えば、オゾンや酸素、空気などであるが、これらに限定されるものではない。
そして、本発明の曝気装置を、スラリーに対し、液体への溶解度が高いガスを混合する場合にも使用できるのは、いうまでもない。
【００１７】
（本実施形態の曝気装置１の説明）
本実施形態の曝気装置１は、曝気部材２０の構造に最も特徴を有するものであるが、まず、本実施形態の曝気装置１の全体構成およびその作動の概略を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１において、符号１０は、本実施形態の曝気装置１による処理対象となるスラリーＳを収容する容器を示している。この容器１０は、スラリーＳを収容するための空間を有する本体部10bと、この本体部10bの上端開口部に取り付けられる蓋部10aとを備えている。
【００１９】
図１に示すように、前記容器１０の蓋部10aには、軸部材２２と、この軸部材２２の先端に設けられた中空な曝気部２１（図２参照）とを有する曝気部材２０が取り付けられている。具体的には、蓋部10aを本体部10bに取り付けたときに、曝気部２１が本体部10b内に配置され軸部材２２の基端が容器１０外に位置するように、軸部材２２が蓋部10aに取り付けられているのである。
【００２０】
また、曝気部材２０の軸部材２２には、その中心軸に沿って、基端と先端との間を貫通する気体供給通路22hが形成されている。この気体供給通路22hは、曝気部２１の中空な空間まで連通される一方、オゾンや酸素、空気等の気体を供給する気体供給手段にも連通されている。つまり、曝気部材２０では、気体供給手段から供給される気体が、気体供給通路22hを通って曝気部２１内に供給できるように構成されている。
【００２１】
しかも、軸部材２２は、軸受等を介して、蓋部10aに対して回転可能に取り付けられており、その基端には、軸部材２２をその中心軸周りに回転させる、モータ等の駆動部が連結されている。
【００２２】
以上のごとき構成であるから、容器１０内にスラリーＳを入れてこのスラリーＳに曝気部２１を浸漬し、その状態で駆動部によって軸部材２２を回転させれば、曝気部２１および軸部材２２によってスラリーＳを攪拌することができる。
そして、気体供給手段から気体供給通路22hを通して曝気部２１に気体を供給すれば曝気部２１に設けられている貫通孔（図２参照）からスラリーＳに気体を供給できるので、気体をスラリーＳに供給することができる。
つまり、本実施形態の曝気装置１では、容器１０内のスラリーＳを攪拌しながら気体をスラリーＳに供給できるので、スラリーＳ中に気体を均一に分散させることができるのである。
【００２３】
なお、気体供給手段は、スラリーＳに対して供給する気体に応じて適切な供給手段を適宜使用することができる。例えば、オゾンを供給する場合にはオゾン発生装置を使用できるし、酸素を供給する場合には酸素ボンベやＰＳＡ式酸素濃縮器等を使用できる。また、空気を供給する場合には、エアボンベやコンプレッサ等も使用できるが、本実施形態の曝気部材２０の場合、曝気部２１が回転すればその回転により気体供給通路22h内に空気が吸引されるので、特別な気体供給手段は設けず、気体供給通路22hを大気開放状態としてもよい。
【００２４】
（各部の詳細説明）
つぎに、本実施形態の曝気装置１を構成する各部について、詳細に説明する。
【００２５】
（容器１０の説明）
上述したように、容器１０は本体部10bと蓋部10aとを備えている。
図１に示すように、蓋部10aは曝気作業を行うときに本体部10bの上端開口部に取り付けられるものであり、この蓋部10aによって曝気部材２０がスラリーＳを攪拌したときに外部にスラリーＳが飛び散ることを防いでいる。
【００２６】
図１に示すように、前記蓋部10a内面には、軸受等を覆うカバー10cが設けられている。このカバー10cは必ずしも設けなくてもよいが、長時間連続してスラリーＳを曝気処理する場合等には設けておくことが好ましい。その理由は以下のとおりである。
曝気部材２０がスラリーＳを攪拌するとスラリーＳが飛散する可能性があり、飛散したスラリーＳの固形分が軸受等に付着すると軸受等が損傷する可能性がある。このため、カバー10cがなければ、スラリーＳを長時間曝気する場合、曝気作業を中断して、軸受等からスラリーＳを除去する等のメンテナンスを適宜行う必要がある。
しかし、カバー10cを設けておけば、軸受等にスラリーＳに含まれる固形分が付着することを防ぐことができる。すると、軸受等のメンテナンス回数を減らすことができ、長期間連続運転することも可能となるから、装置による曝気効率を向上させることもできる。
【００２７】
また、空気などの無害な気体によってスラリーＳを曝気する場合には、容器１０は気密容器としなくてもよいが、例えば、オゾン等のように人体に影響を与えるような気体によってスラリーＳを曝気する場合には、容器１０から気体が漏れないように本体部10b内を密封できる構造とすることが好ましい。
例えば、本体部10b上端と蓋部10aとの間にパッキン等のシール部材を配置し、軸部材２２と蓋部10aとの連結部分に気密に保つ回転シール部２３を設ければ、容器１０を気密容器とすることができる。
一方、容器１０を気密容器とした場合、供給される気体により容器１０の内圧が高くなることを防ぐ必要がある。よって、容器１０内を所定の圧力に保つためには、気体を排出する排出口を設ければよい。なお、オゾン等が外部に排出されないように、排出口から排出された気体を回収する手段を設けるのはいうまでもない。
【００２８】
なお、容器１０の大きさはとくに限定されないが、容器１０内においてスラリーＳをバッチ処理する場合であれば、容器１０の大きさは、本体部10bの内径300〜1000ｍｍ、スラリーＳが収容される空間全高が600〜2000ｍｍ程度が好ましい。スラリーＳが収容される空間全高とは、本体部10bの内底面から上端までの高さである。
【００２９】
（曝気部材２０の説明）
つぎに、本発明の特徴である曝気部材２０を説明する。
上述したように、曝気部材２０は、軸部材２２と曝気部２１とから構成されている。
【００３０】
（軸部材２２）
まず、軸部材２２は、上述したように、中心軸に沿って基端と先端との間を貫通する気体供給通路22hを備えた円筒状の部材であり、蓋部10aに回転可能に取り付けられている。例えば、軸部材２２は、蓋部10aを本体部10bに取り付けたときに、その中心軸と容器１０の中心軸とが同軸上に位置するように配設されている。
【００３１】
（曝気部２１）
図１に示すように、軸部材２２の先端には、曝気部２１が設けられている。この曝気部２１は、その外径が軸部材２２の外径よりも大きい円筒状に形成されており、その中心軸と軸部材２２の中心軸とが同軸上に位置するように配設されている。
図２（Ａ）に示すように、曝気部２１は、その内部が中空になっており、開口21hを介して、前記軸部材２２の気体供給通路22hと連通されている。言い換えれば、軸部材２２の気体供給通路22hが、曝気部２１の内部まで貫通しているのである。
そして、曝気部２１は、その側面が円筒面に形成されており、この側面を貫通して曝気部２１の内部と外部との間を連通する複数の貫通孔ｈが形成されている。
【００３２】
以上のごとき構成であるから、曝気部材２０の曝気部２１を容器１０内のスラリーＳに浸漬して、駆動部によって軸部材２２を回転させれば、曝気部２１が軸部材２２の中心軸周りに回転するから、スラリーＳを攪拌することができる。
【００３３】
このとき、曝気部２１が円筒状であり、通常、スラリーＳ等を攪拌する際に使用される回転羽などのような羽根状部分がないので、曝気部２１を回転させたときに発生する攪拌流がそれ程強くならない。すると、容器１０内のスラリーＳの液面が攪拌流の中心に向かって窪むことを防ぐことができるし、窪みが形成されても、その窪みを小さくすることができる。
【００３４】
よって、曝気部２１からスラリーＳの液面までの距離が短くなることを防ぐことができるから、曝気部２１からスラリーＳに供給された気体が短時間で液面から逃げてしまうことを防ぐことができる。言い換えれば、スラリーＳ中に気体が存在する期間を十分に取ることができるのである。
【００３５】
そして、曝気部２１から放出される気体は、側板21cの複数の貫通孔ｈを通過するときに側板21cと干渉するので、スラリーＳに供給される気体を微細化することができる。すると、その気体がオゾンなどの溶解しにくい気体でも、スラリーＳへの溶解効率を向上させることができるし、気体とスラリーＳ中の物質（例えば、回収後鉱石）との反応効率も向上させることができる。
【００３６】
なお、曝気部材２０における軸部材２２の直径はとくに限定されないが、上述したようなサイズの容器１０内におけるスラリーＳのバッチ処理に使用する場合であれば、その直径が40〜80ｍｍ程度が好ましい。
また、曝気部２１の大きさ等もとくに限定されないが、上述したようなサイズの容器１０内におけるスラリーＳのバッチ処理に使用する場合であって、軸部材２２が上記のごときサイズであれば、その直径が100〜200ｍｍ、高さが50ｍｍ程度のものが好ましい。
【００３７】
（曝気部２１の具体的構造の一例）
曝気部２１は、上述したような構造を有するのであれば、どのような方法によって形成してもよく、例えば、図２に示すように、互いに平行な一対の端板21a，21bと、この一対の端板21a，21b間に設けられた側板21cとによって曝気部２１を形成してもよい。
この場合、一対の端板21a，21bには、平行な平板であって、気体を透過しないものを使用することができる。例えば、ステンレス等の気体を透過しない素材によって形成された円板を、一対の端板21a，21bとして使用することができる。
また、側板21cには、中空な筒状の部材であり、気体が透過できるようになっているものを使用することができる。例えば、複数の貫通孔ｈを有するステンレス等の板を曲げて筒状にしたものなどを、側板21cとして使用することができる。
【００３８】
なお、上記構造とした曝気部２１における一対の端板21a，21bおよび側板21cの大きさ等もとくに限定されないが、上述したようなサイズの容器１０におけるスラリーＳのバッチ処理に使用する場合であれば、一対の端板21a，21bには厚さが２〜５ｍｍ程度の円板が好ましく、側板21cには、厚さが１〜２ｍｍ程度の板が好ましい。
また、側板21cに形成する貫通孔ｈの形状、開口径もとくに限定されないが、例えば、円形の貫通孔であれば、直径１〜２ｍｍ程度のものが、貫通孔ｈを通ってスラリーＳに供給される気泡のサイズと側板21cの加工性の両方を良好にすることができるので、好ましい。
【００３９】
（曝気部２１の固形分排出機能）
ここで、曝気部材２０をスラリーＳを浸漬すると、曝気部２１内には、複数の貫通孔ｈを通ってスラリーＳが侵入するので、曝気部２１内にスラリーＳの固形分が堆積する可能性がある。
曝気部２１の側面近傍に堆積した固形分であれば、曝気部２１を回転させたときに固形分に加わる遠心力によって、固形分を複数の貫通孔ｈから外部に排出させることができる。一方、曝気部２１の中心軸近傍に堆積した固形分の場合、固形分に加わる遠心力が小さいので、遠心力だけでは複数の貫通孔ｈから外部に排出させることができない可能性がある。
【００４０】
しかし、本実施形態の曝気部材２０では、曝気部２１に供給される気体は、気体供給通路22hから中空な曝気部２１内に吹き込まれる構造となっている。しかも、図２（Ａ）に示すように、曝気部２１内はガランドウになっており、その内部に気体の流れやを固形分の移動を遮る部材が存在しない構造となっている。例えば、曝気部２１内部の上下内面が凸凹の無い平坦な面となっている。
【００４１】
このため、本実施形態の曝気部材２０では、気体供給手段等から気体が曝気部２１内に流入すると、曝気部２１内には、その中心軸から側面（図２（Ａ）では側板21c）に向かう気体の流れが発生するから、曝気部２１の中心軸近傍の固形分を、曝気部２１内に流入する気体によって側面に向かって押すことができる。すると、遠心力の効果だけでなく、この気体による押出し効果も得られるから、固形分を、複数の貫通孔ｈを通して外部にスムースに排出できる。よって、固形分が曝気部２１内に溜まることを防ぐことができるから、固形分の堆積に起因する曝気部２１の偏心回転を防ぐことができ、偏心回転に起因する曝気部材２０の破損も防ぐことができる。
【００４２】
（曝気部２１の側面形状について）
また、曝気部２１は、その側面が平滑な曲面となるように形成されているので、スラリーＳ中に含まれる固形分との干渉を少なくすることができる。すると、スラリーＳ中の固形分が、金を回収した後の鉱石のように硬く粗大な粒子を含んでいても、固形分との干渉によって曝気部２１が摩耗したり破損したりすることを抑えることができる。よって、硬く粗大な粒子を含むスラリーＳを曝気しても、曝気部２１のメンテナンス回数等を少なくでき、装置の維持管理が容易になる。
そして、曝気部２１の外面が平滑な曲面であれば、曝気部２１の回転数を高くしてもスラリーＳを攪拌する力がそれ程大きくならないので、容器１０内のスラリーＳの液面に窪みが生じる可能性より少なくすることができるという効果も得られる。
【００４３】
（曝気部２１の貫通孔ｈについて）
さらに、本実施形態の曝気部材２０では、曝気部２１の側面に形成されている複数の貫通孔ｈは、基端側の開口密度が先端側の開口密度よりも小さくなるように調整されている（図２（Ｂ））。
このため、図１に示すように、曝気部材２０の中心軸が鉛直となるように容器１０内のスラリーＳに曝気部２１を浸漬すれば、上部に位置する貫通孔ｈ（基端側に位置する貫通孔）から排出される気体の量が、下部に位置する貫通孔ｈ（先端側に位置する貫通孔）から排出される気体の量よりも多くなることを防ぐことができる。すると、曝気部２１から、その上下方向の位置に係わらず、均等な量の気体をスラリーＳに供給することができるので、スラリーＳに対して気体をより均一に混合させることができる。
【００４４】
なお、曝気部２１の側面の開孔率は、とくに限定されないが、開孔率を４０％以下とすることが好ましい。開孔率を４０％以下とすれば、曝気部２１の側面の貫通孔ｈから排出された気体同士が結合しにくくなるので、気体を微細な状態に保つことができる。よって、スラリーＳ中における気液面積を大きくでき、気体の溶解効率等を高く維持できるので、好適である。開孔率が４０％とは、曝気部２１の側面の表面積に対する、全貫通孔ｈを合計した合計面積の割合である。
【００４５】
（曝気部２１の配置について）
また、本実施形態の曝気部材２０を使用した場合、曝気部材２０の回転数を高くしてもスラリーＳを攪拌する力はそれ程大きくならないので、曝気部材２０が容器１０の内底面から離れすぎていると、内底面近傍に存在するスラリーＳを十分に攪拌できなくなる可能性がある。
よって、かかる問題を防ぐ上では、曝気部材２０の中心軸が鉛直となるように容器１０内のスラリーＳに曝気部２１を浸漬したときにおいて、曝気部材２０の基端から容器１０の内底面までの距離を、容器１０においてスラリーＳが収容される空間全高の４分の１以下となるように配置することが好ましい。かかる構成とすれば、容器１０の内底面近傍における撹拌力もある程度は確保できるので、容器１０の内底面近傍に位置するスラリーＳも攪拌でき、スラリーＳに気体を均一に分散させることができる。
【００４６】
（その他の構成について）
なお、スラリーＳ液面の窪みを抑える上では、容器１０の内面に、容器１０内における円周方向の流れを遮る邪魔板１１を設けてもよい。すると、大きな攪拌力でスラリーＳが攪拌された場合でも、攪拌流の流速がそれ程速くならないようにすることができるので、スラリーＳ液面の窪みも抑えることができる。
【００４７】
また、本実施形態の曝気装置１では、軸部材２２を蓋部10aに取り付けて、軸部材２２が鉛直となるように、上方の開口から曝気部２１を容器１０内に挿入する場合を説明したが、軸部材２２は鉛直に配設されていなくてもよい。例えば、軸部材２２が鉛直方向に対して傾いていてもよい。
【００４８】
（他の実施形態の曝気部材）
上記実施形態では、曝気部２１の外径が軸部材２２の外径よりも大きい場合を説明した。しかし、曝気部２１は、その外径が必ずしも軸部材２２の外径より大きくなくてもよく、その外径が軸部材２２の外径と同じとなるように形成してもよい。
例えば、図３に示すように、中空な軸部材材であってその先端が閉塞され、かつ、その先端部分の側面に複数の貫通孔ｈを設けたものを曝気部材20Bとすれば、その軸部材２２の外径と曝気部２１の外径とが同じとなる。かかる曝気部材20Bでも、回転させながら気体供給通路22hに気体を供給すれば、スラリーＳを攪拌しながら気体をスラリーＳに供給できる。そして、先端部分内部がガランドウになっていれば、気体による固形分押出し効果も得ることができる。
【００４９】
そして、上記のごとき曝気部材20Bを使用した場合には、軸部材よりも外径が大きい曝気部を設けた場合に比べてスラリーＳを攪拌する攪拌力が弱くなるから、攪拌流に起因するスラリー液面ＷＳの窪みをさらに小さくすることができる。よって、曝気部21Bから液面ＷＳまでの距離をさらに長くでき、スラリーＳ中に気体が存在する期間を十分に取ることができる。
【００５０】
しかも、曝気部材20Bの回転数を早くしても容器１０内のスラリーＳに発生する攪拌流はそれ程強くならないので、軸部材よりも外径が大きい曝気部を設けた場合に比べて曝気部材20Bの回転数を速くすることができる。すると、曝気部21Bから放出される気体と曝気部21Bとの干渉による気体の微細化を促進することができるから、スラリーＳへの気体の溶解効率を向上させることができるし、気体とスラリーＳ中の物質（例えば、回収後鉱石）との反応効率も向上させることができる。
【００５１】
（流路内配置）
また、上記例では、スラリーＳを容器１０内でバッチ処理する場合を説明したが、上述した曝気部材２０は、その曝気部２１をスラリーＳが流れる流路内に配置して、スラリーＳを連続して曝気処理することにも使用可能である。
【００５２】
例えば、図４（Ａ）に示すように、配管Ｐの一部に液溜部Ｄを設け、この液溜部Ｄ内に曝気部２１を配置する。すると、連続処理でありながらバッチ処理に近い状態で、曝気部２１によって、配管Ｐ内を流れるスラリーＳを液溜部Ｄ内で曝気することができる。
なお、曝気効率を向上させる上では、図４（Ａ）に示すように、配管Ｐ内を流れるスラリーＳが液溜部Ｄを素通りすることがないように、邪魔板を設けておくことが好ましい。
【００５３】
また、図４（Ｂ）に示すように、配管Ｐ内に曝気部材２０の曝気部２１を配置すれば、配管Ｐ内を流れるスラリーＳを、順次曝気部２１によって曝気することができる。
【００５４】
さらに、図４（Ｃ）に示すように、スラリー配管ＳＰから供給されるスラリーＳと、ガス管ＡＰから供給されるガスｇとを混合して流す配管ＭＰにおいて、両者（スラリーＳとガスｇ）を効率よく混合させる場合にも、曝気部材２０を使用することができる。
例えば、配管ＭＰにおいて両者が合流する部分に曝気部材２０の曝気部２１を配置し、ガス管ＡＰだけでなく曝気部材２０の曝気部２１からもガスｇを供給する。すると、曝気部２１から供給するガスｇをスラリーＳに対して十分に曝気させるとともに、スラリー配管ＳＰに発生する攪拌流により、ガス管ＡＰから供給されるガスｇをスラリーＳとの混合も促進できるから、スラリーＳに対するガスｇの混合状態を良好な状態にすることができる。
【実施例】
【００５５】
（実施例１）
本発明の曝気装置によるスラリー曝気効果を確認した。
実験では、本発明の曝気装置の曝気部材を毎分300回転で回転させながら、スラリーを曝気し、そのときの液面の状態、および、気体の溶解度を確認した。
なお、液面の状態は目視確認し、スラリー液体中の濃度は光学式オゾン濃度計により測定した。
【００５６】
使用したスラリーは、水と真比重2.5g/cm3の鉱石粒子からなるスラリー（初期温度１５℃）である。鉱石粒子は、粒子径100μｍ以上の粒子を重量比で２０％以上含むものを使用した。
溶解させた気体は、オゾン濃度100g/Nmのオゾンガスである。このオゾンガスを毎分１リットルの流速で供給した。
【００５７】
使用した曝気装置は、以下のとおりである。
（１）容器：有効容積２０リットル（内径300ｍｍ）
（２）曝気部材
回転軸：直径40ｍｍ
曝気部：直径120ｍｍ、高さ50ｍｍ（側板のみの高さは40ｍｍ）、側板の開孔率は３５％（貫通孔：円形、直径１ｍｍ）
【００５８】
上記のごとき条件において実験したところ、スラリーの液面は中央にかけて３割程度の窪みのなだらかな凹面を形成するだけであった。
また、曝気開始５分後に測定したスラリー中のオゾン濃度は、１０mg/lであり良好なガス溶解が達成されていることが確認できた。
【００５９】
（比較例１）
実施例１の曝気装置に対して、曝気部材のみが異なる装置（比較例１装置）を使用してスラリーを曝気し、そのときの液面の状態、および、気体の溶解度を確認した。
使用した曝気部材は、回転中空シャフトに直接連結された回転羽を持ち、シャフト下部の通気孔を通じて回転羽の直下近傍からガス曝気を槽内に吹き出させるようにしたものである。
【００６０】
比較例１装置によって曝気した場合、液面が容器下部近くまで沈下し、かつ液面の乱れにより発生する上下動も大きく、スラリーからガスが逃げる可能性が高くなることが推測された。
また、曝気開始５分後に測定したスラリー中のオゾン濃度は５mg/lであり、ガス溶解が阻害されていることが確認できた。
【００６１】
（比較例２）
実施例１の曝気装置に対して、曝気部材のみが異なる装置（比較例２装置）を使用してスラリーを曝気し、そのときの液面の状態、および、気体の溶解度を確認した。
使用した曝気部材は、実施例１の曝気部材と形状は同じであるが、一対の端板に側板と同様の貫通孔を設けた点が異なるものである。
【００６２】
比較例２装置によって曝気した場合、実施例と比較して、噴出する気泡の粒子径のバラツキが大きく、とくに、水平になっている一対の端板の表面から噴出する気泡はすぐに大きな気泡に成長する現象が観察された。この理由は噴出直後に気泡同士が同じ軌道上を外周部に向かって同じ水平面上を移動する際、隣接する気泡同士がぶつかり合って合体しやすいため、と推測された。
そして、曝気開始５分後に測定したスラリー中のオゾン濃度は５mg/lであり、ガス溶解が阻害されていることが確認できた。
【００６３】
（比較例３）
実施例１の曝気装置に対して、曝気部材のみが異なる装置（比較例２装置）を使用してスラリーを曝気し、そのときの液面の状態、および、気体の溶解度を確認した。
使用した曝気部材は、実施例１の曝気部材と形状は同じであるが、側板の開孔率を４５％にした点が異なるものである。
【００６４】
比較例３装置によって曝気した場合、実施例と比較して発生する気泡の径が大きく、気液接触面積が低下する可能性が高くなることが推測された。
また、曝気開始５分後に測定したスラリー中のオゾン濃度は５mg/lであり、ガス溶解が阻害されていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の曝気装置は、金を回収した後の鉱石（回収後鉱石）と水等の液体とを混合して形成されたスラリー等、粒径が大きい固形分を大量に含むスラリーに気体を溶解させる装置に適している。
【符号の説明】
【００６６】
１    曝気装置
１０    容器
２０    曝気部材
２１    曝気部
２１ａ  端板
２１ｂ  端板
２１ｃ  側板
ｈ    貫通孔
２２    回転軸
２２ｈ  気体供給通路
Ｓ    スラリー
【図１】
2011056361.tif 000003
【図２】
2011056361.tif 000004
【図３】
2011056361.tif 000005
【図４】
2011056361.tif 000006
【図５】
2011056361.tif 000007