(57)【要約】【課題】コンパクトでかつ主要部の寸法範囲が明確で、混合攪拌能力および次工程への移送の能力の点でも従来の溶媒抽出用ポンプと同等である溶媒抽出用ポンプを提供する。【解決手段】混合液１８中から目的元素の分離精製を行う溶媒抽出設備１において、混合液１８中の有機溶媒と水溶液とを混合攪拌するとともに、混合液１８を次工程へ移送する役目を担う溶媒抽出用ポンプ１１であって、この溶媒抽出用ポンプ１１は、回転軸１５の周りに螺旋状に取り付けたスクリュー羽根１３と、スクリュー羽根１３の外側を覆う円筒状のケーシング１７と、回転軸１５の回転用駆動装置１６とからなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合液（１８）中の有機溶媒と水溶液との間における着目元素の分配比を利用して、目的元素の分離精製を行う溶媒抽出設備（１）において、混合液（１８）中の有機溶媒と水溶液とを混合攪拌するとともに次工程へ移送する役目を担う溶媒抽出用ポンプ（１１）であって、
前記溶媒抽出用ポンプ（１１）は、回転軸（１５）の周りに螺旋状に取り付けたスクリュー羽根（１３）と、スクリュー羽根（１３）の外側を覆う円筒状のケーシング（１７）と、回転軸（１５）の回転用駆動装置（１６）とからなることを特徴とする溶媒抽出用ポンプ（１１）。
【請求項２】
スクリュー羽根（１３）のピッチは、上方に向かっていくほど大きくなっており、有機溶媒と水溶液との混合液（１８）の上昇スピードが上方に向かって速くなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の溶媒抽出用ポンプ（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合液中の有機溶媒と水溶液との間における着目元素の分配比を利用して、目的元素の分離精製を行う溶媒抽出設備において、混合液中の有機溶媒と水溶液とを混合混合攪拌するとともに次工程へ移送する役目を担う溶媒抽出用ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、混合液中の有機溶媒と水溶液との間における着目元素の分配比を利用して、目的元素の分離精製や不純物除去を行う一般的な溶媒抽出設備１を示している。溶媒抽出設備１は、混合槽２内で溶媒抽出用ポンプ３を有している。溶媒抽出用ポンプ３は、混合槽２内で攪拌した有機溶媒と水溶液の混合物１８を流路４の高さまでくみ上げる。くみ上げられた混合物１８は、流路４を流れて前分離され、次工程の分離槽５に移送され、分離槽５の内部でさらに分離され、上相の有機溶媒と下相の水溶液とに分かれて溜まり、別々に回収される。このように、溶媒抽出用ポンプ３は、混合液１８中の有機溶媒と水溶液とを混合撹拌し、調整された混合液１８を適当な水位までくみ上げ、次工程へ移送する装置として用いられている。
【０００３】
図２は、特許文献１における溶媒抽出用ポンプ３を示している。その溶媒抽出用ポンプ３は、低乱流性液体汲み上げポンプであり、垂直な回転軸８の下端に取り付けられた攪拌手段１０と、攪拌手段１０の上部にあって上下で開口し上向きに広口の円錐筒形状のケーシング６と、回転軸８に取り付けられた逆台形状の台形羽根７と、回転軸８を回転させるモータ９とを備えている。
【０００４】
前記溶媒抽出用ポンプ３は、攪拌手段１０としての攪拌羽根により混合槽２内の混合液１８を攪拌し、かつケーシング６内で混合液１８に対して遠心力を作用させて、混合物１８を流路４まで汲み上げる。なお、ケーシング６の内径は、上にいくにつれて大きくなっているから、混合液１８に作用する遠心力も上方に向かっていくほど大きくなり、これにより溶媒抽出用ポンプ３の出口水位と混合槽２の水位とのレベル差、すなわちくみ上げ高さが確保できる。
【０００５】
このくみ上げ工程で、混合液１８に必要以上の攪拌が与えられないが、乱流のない円錐型の流れに対して遠心力が作用して、溶媒抽出用ポンプ３内部で、混合物１８には一定量以上の会合が生じるため、くみ上げ中に混合液１８を構成する二種類の液体、ここでは有機溶媒と水溶液とは前分離を開始する。
【０００６】
しかしながら、前記溶媒抽出用ポンプ３では、ケーシング６の形状が上向きに広口でかつ円錐台形であることから、溶媒抽出用ポンプ３は、比較的大きな装置となる。また、各部の形状についてはに定められているものの、回転軸８の台形羽根７とケーシング６とのクリアランスを始めとする装置の最適な寸法範囲についてはこれまで定められておらず、その設定が難しい。
【特許文献１】特表２０００−５０００６２号公報
【特許文献２】米国特許４２３５６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、混合液中の有機溶媒と水溶液との間における着目元素の分配比を利用して、目的元素の分離精製を行う溶媒抽出設備において、従来の溶媒抽出用ポンプよりもコンパクトで、主要部の寸法範囲が明確で、有機溶媒と水溶液との混合攪拌能力および次工程への移送の能力の点でも従来の溶媒抽出用ポンプと同等である溶媒抽出用ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題のもとに、本発明は、混合液中の有機溶媒と水溶液との間における着目元素の分配比を利用して、目的元素の分離精製を行う溶媒抽出設備において、混合液中の有機溶媒と水溶液とを混合攪拌するとともに、混合液を次工程へ移送する役目を担う溶媒抽出用ポンプであって、この溶媒抽出用ポンプは、回転軸の周りに螺旋状に取り付けたスクリュー羽根と、スクリュー羽根の外側を覆う円筒状のケーシングと、回転軸の回転用駆動装置とからなることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
スクリュー羽根のピッチは、上方に向かっていくほど大きくなっており、有機溶媒と水溶液との混合液の上昇スピードが上方に向かって速くなるようにしたことを特徴とする（請求項２）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、回転軸の周りに螺旋状に取り付けたスクリュー羽根と、スクリュー羽根の外側を覆う円筒状のケーシングと、回転軸の回転用駆動装置とで溶媒抽出用ポンプを構成している。この構成によれば、溶媒抽出設備において、有機溶媒と水溶液の混合撹拌にて調整された前記混合液を適当な水位までくみ上げ、この出口から次工程へ移送するとき、従来技術と同等の前分離を行い、必要なくみ上げ量および汲み上げ高さを維持したまま、溶媒抽出用ポンプをコンパクトに構成することができ、しかも主要部の寸法が必要な機能の観点から容易に設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図３は、本発明の溶媒抽出用ポンプ１１を示している。本発明の溶媒抽出用ポンプ１１は、図１と同様に、混合液１８中の有機溶媒と水溶液との間における着目元素の分配比を利用して、目的元素の分離精製を行う溶媒抽出設備１に組み込まれ、混合液１８中の有機溶媒と水溶液とを混合攪拌するとともに、混合液１８を次工程へ移送する役目を担う。
【００１２】
溶媒抽出用ポンプ１１は、回転軸１５の周りに螺旋状に取り付けたスクリュー羽根１３と、スクリュー羽根１３の外側を覆う円筒状のケーシング１７と、回転軸１５を回転させるモータなどの回転用駆動装置１６とから構成されている。なお、スクリュー羽根１３、攪拌羽根１４およびこれらに共通な回転軸１５は、回転子１２を構成している。
【００１３】
スクリュー羽根１３のピッチは、所定ピッチ値の範囲での等ピッチでもよいが、回転軸１５にそって上方に向かっていくほど大きくなっている。この構成は、溶媒抽出用ポンプ１１において、有機溶媒と水溶液との混合液１８の上昇スピードを上方に向かって速くすることによって、必要なくみ上げ量および汲み上げ高さを確保するために有効である。
【００１４】
モータなどの回転用駆動装置１６が回転軸１５を上から見て時計方向に回転させると、攪拌羽根１４は、混合槽２中の混合液１８を攪拌し、その上の螺旋状のスクリュー羽根１３は、混合液１８中の有機溶媒と水溶液とを前分離しながら、必要な汲み上げ量のもとにポンプ出口の高さまで汲み上げる。
【実施例】
【００１５】
特許出願人は、図３の本発明の溶媒抽出用ポンプ１１を用い、主要部の寸法や寸法範囲を明確に設定しながら、混合液１８中の有機溶媒と水溶液との混合攪拌、および混合液１８のくみ上げの試験を行った。この試験に当たって、スクリュー羽根１３の外径をｄ、ケーシング１７内径をＤ、スクリュー羽根１３とケーシング１７とのクリアランスをａ、スクリュー羽根１３のピッチをＰとおき、ｄ＝４２０ｍｍ、Ｄ＝４２６ｍｍ、最大Ｐ＝２８３ｍｍ、Ｐ／ｄ＝０．３３〜０．６７、回転子１２の回転数３９７ｒｐｍとなるように調整し、またケーシング１７の長さを１１３２ｍｍ、混合槽２内の水位を槽底から８４０ｍｍ、くみ上げ高さを混合槽２の水面から８７２ｍｍとなるように調整した。このように主要部の寸法は、必要な機能の観点から容易に設定できる。なお、主要部の寸法の範囲は、ａ≦３ｍｍ、Ｐ／ｄ＝０．１〜２．０、また回転子１２の回転数は、５０〜５００ｒｐｍ程度が好ましい。
【００１６】
試験の結果によると、本実施例での溶媒抽出用ポンプ１１でのくみ上げ高さ（ポンプ出口水位と混合槽の水位とのレベル差）は、８７２ｍｍとなり、くみ上げ量は、３５４リットル／分を得られた。そして、本実施例での溶媒抽出用ポンプ１１でのくみ上げは、乱流のない上昇流にて行われていた。このくみ上げ中に内部で混合液１８の分離が開始していることが確認できた。
【比較例】
【００１７】
従来の技術による図２の溶媒抽出用ポンプ３、すなわち拌攪手段１０の上部に上向きに広口でかつ円錐台形のケーシング６および台形羽根７を有する回転子８により構成される溶媒抽出用ポンプ３を用い、本発明による実施例の溶媒抽出用ポンプ１１と同等のくみ上げ能力（３５４リットル／分）とする試験を行った。ここで、本実施例の溶媒抽出用ポンプ１１と同様に、ケーシング長さは１１３２ｍｍ、混合槽２内の水位は槽底から８４０ｍｍ、汲み上げ高さは混合槽２の水面から８７２ｍｍとなるよう調整した。
【００１８】
このときの図２の溶媒抽出用ポンプ３での回転子８の回転数は１６７ｒｐｍ、各部の寸法は、ケーシング６の下部内径３２４ｍｍ、ケーシング６の上部内径８６０ｍｍと大型のものとなった。このことから、本発明の溶媒抽出用ポンプ１１の大きさの観点からの優位性が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、混合液中の有機溶媒と水溶液との間における着目元素の分配比を利用して、目的元素の分離精製を行う溶媒抽出設備であれば、混合液中のあらゆる有機溶媒や水溶液に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】溶媒抽出設備の概略的な系統図である。
【図２】従来技術の溶媒抽出用ポンプの要部の断面図である。
【図３】本発明の溶媒抽出用ポンプの要部の断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  溶媒抽出設備
２  混合槽
３  溶媒抽出用ポンプ
４  流路
５  分離槽
６  ケーシング
７  台形羽根
８  回転軸
９  モータ
１０  攪拌手段
１１  溶媒抽出用ポンプ
１２  回転子
１３  スクリュー羽根
１４  攪拌羽根
１５  回転軸
１６  回転用駆動装置
１７  ケーシング
１８  混合液
【図１】
2005074402.tif 000003
【図２】
2005074402.tif 000004
【図３】
2005074402.tif 000005