(57)【要約】【課題】スラリーの攪拌に使用しても長期間連続して使用することができる攪拌翼を提供する。【解決手段】スラリーＳを攪拌する攪拌機において使用される攪拌翼１であって、攪拌機の回転軸ＳＡに取り付けられる固定部２と、固定部２に基端が取り付けられた複数の翼部１０とを備えており、翼部１０は、攪拌機の回転軸ＳＡが回転したときに、回転方向における前方に位置する前面は、平坦面に形成されており、攪拌機の回転軸ＳＡが回転したときに、回転方向における後方に位置する背部には、翼部１０における攪拌機の回転軸ＳＡにおける軸方向の両端から、互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面が形成されている。翼部１０の前面が平坦面であっても、その背面に渦状の流れが形成されることを抑制することができ、翼部１０背面の摩耗による損傷を抑制することができるので、スラリーＳの攪拌に使用しても長期間連続して使用することができる。【選択図】図１
2012005912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーを攪拌する攪拌機において使用される攪拌翼であって、
前記攪拌機の回転軸に取り付けられる固定部と、
該固定部に基端が取り付けられた複数の翼部とを備えており、
該翼部は、
前記固定部を前記攪拌機の回転軸に取り付けた状態において、
該攪拌機の回転軸が回転したときに回転方向の前方に位置する前面は、平坦面に形成されており、
前記攪拌機の回転軸が回転したときに回転方向の後方に位置する背部には、該翼部における前記攪拌機の回転軸の軸方向における両端から、互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面が形成されている
ことを特徴とする耐摩耗性を有する撹拌翼。
【請求項２】
前記複数の翼部は、
前記固定部に設けられた取付部と、
該取付部に取り付けられる翼プレートと、を備えており、
前記翼プレートは、
前記取付部の前面に固定されるものであり、
前記取付部の背部には、
前記一対の傾斜面が形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の耐摩耗性を有する撹拌翼。
【請求項３】
前記取付部には、
前記翼プレートと前記取付部とを連結する固定軸が挿通される貫通孔が形成されており、
前記取付部が、
前記翼プレートを前記取付部に取り付けた状態において、前記貫通孔に配置される封止部材を備えている
ことを特徴とする請求項２記載の耐摩耗性を有する撹拌翼。
【請求項４】
前記翼部は、
その表面に、超音速フレーム溶射による表面処理が施されている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の耐摩耗性を有する撹拌翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性を有する撹拌翼に関する。さらに詳しくは、アルミナのような研磨性を有する物質を含むスラリー、例えば、使用済脱硫触媒の焙焼物を含むスラリーや鉱石を含むスラリー等を撹拌する撹拌機において使用される耐摩耗性を有する撹拌翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクラップ、鉱石原料、中間原料等のように有価金属を含有する処理物質から有価金属を回収する方法の一つとして、処理物質に含まれる有価金属を水溶液中に溶かして回収する方法（浸出法）がある。
【０００３】
例えば、使用済触媒などからモリブデン・バナジウム等の有価金属を回収する場合には、廃触媒をソーダ焙焼して有価金属を水溶性の化合物に変化させた後、この有価金属の水溶性化合物を含む焙焼物を水によって浸出して、有価金属が回収される。
焙焼物から効率よく有価金属の水溶性化合物を浸出するためには、焙焼物と水との混合状態を均一にする必要があるので、浸出は、焙焼物と水とを撹拌機の攪拌槽（例えば、オーバーフロー式の鏡底型の槽）内において、攪拌槽内の焙焼物と水とが混合したスラリーを撹拌しながら実施される。
【０００４】
しかるに、スラリー中に非常に硬い粒子が存在している場合には、スラリーを撹拌機で撹拌した場合、この粒子によって撹拌機の翼や翼の取付部が急速に摩耗し、撹拌能力が低下しやすい。例えば、上述した使用済触媒は、その主成分が研磨剤にも用いられるアルミナであるため、撹拌機の翼等が急速に摩耗してしまう。
しかも、撹拌機の翼が摩耗した場合、スラリーの攪拌が不十分な状態となり、固体粒子が沈降してしまい、浸出反応の効率が悪くなるという問題が生じる。そして、固体粒子が沈降すると、撹拌翼が固体粒子の層に埋まり、動力が過剰となって撹拌機が停止してしまう恐れがある。
上記のごとき問題が存在するので、攪拌機によってスラリーを攪拌しながら浸出を行う設備では、定期的に操業を停止して、撹拌翼およびその取付部を交換しなければならず、製品生産量の減少や修繕費の増大等の問題が生じている。
【０００５】
攪拌翼等の摩耗を防ぐ技術として、高硬度の材質を溶射や硬化肉盛するなどの方法により攪拌翼表面をコーティングする方法や、柔らかいゴム等で攪拌翼表面をライニングする方法等が開発されている。
また、特許文献１には、平板上の翼の前縁にセラミックス製のピースを取り付けることによって、翼前縁の耐摩耗性を高めて翼前縁の摩耗を防ぐ技術も開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１の技術では、翼前面の面積が小さい平板状の翼においてその前縁の摩耗は防ぐことができるものの、翼前面の面積が大きい翼において翼の背面に生じる摩耗を防ぐことはできない。
そして、攪拌翼等の耐摩耗性を向上させる上記技術でも、翼の背面に生じる摩耗を十分に防ぐことができておらず、コーティングなどに要する費用に対して寿命の延長などの十分な改善効果を得ることは難しく、かかる効果を得ることができる技術の開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−８７８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、スラリーの攪拌に使用しても長期間連続して使用することができる耐摩耗性を有する撹拌翼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】
【０００９】
第１発明の耐摩耗性を有する撹拌翼は、スラリーを攪拌する攪拌機において使用される攪拌翼であって、前記攪拌機の回転軸に取り付けられる固定部と、該固定部に基端が取り付けられた複数の翼部とを備えており、該翼部は、前記固定部を前記攪拌機の回転軸に取り付けた状態において、該攪拌機の回転軸が回転したときに回転方向の前方に位置する前面は、平坦面に形成されており、前記攪拌機の回転軸が回転したときに回転方向の後方に位置する背部には、該翼部における前記攪拌機の回転軸の軸方向における両端から、互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面が形成されていることを特徴とする。
第２発明の耐摩耗性を有する撹拌翼は、第１発明において、前記複数の翼部は、前記固定部に設けられた取付部と、該取付部に取り付けられる翼プレートと、を備えており、前記翼プレートは、前記取付部の前面に固定されるものであり、前記取付部の背部には、前記一対の傾斜面が形成されていることを特徴とする。
第３発明の耐摩耗性を有する撹拌翼は、第２発明において、前記取付部には、前記翼プレートと前記取付部とを連結する固定軸が挿通される貫通孔が形成されており、前記取付部が、前記翼プレートを前記取付部に取り付けた状態において、前記貫通孔に配置される封止部材を備えていることを特徴とする。
第４発明の耐摩耗性を有する撹拌翼は、第１、第２または第３発明において、前記翼部は、その表面に、超音速フレーム溶射による表面処理が施されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、翼部の背部に一対の傾斜面が形成されているので、翼部の前面が平坦面であっても、その背面に渦状の流れが形成されることを抑制することができる。よって、翼部背面の摩耗による損傷を抑制することができるので、スラリーの攪拌に使用しても長期間連続して使用することができる。すると、攪拌翼の交換スパンを長くできるから、製品生産量の減少や修繕費の増大等が生じることを防ぐことができる。
第２発明によれば、翼プレートが取付部に対して着脱可能となっているので、翼プレートが損傷しても取付部が損傷していなければ、翼プレートの交換のみで操業を開始することができる。よって、点検の際における交換作業を短時間で行うことができるし、部品のコストも抑えることができる。
第３発明によれば、封止部材が貫通孔に配置されれば、翼プレートと取付部とを連結する固定軸がスラリーと接触することを防ぐことができる。すると、スラリーによって固定軸が損傷して翼プレートが脱落する等の問題が生じることを防ぐことができる。
第４発明によれば、超音速フレーム溶射による表面処理を施すことによって、翼部表面が高硬度の材質によって高密度・高強度にコートされるから、翼部の耐摩耗性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）は本実施形態の攪拌翼１の概略側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】本実施形態の攪拌翼１の概略平面図である。
【図３】本実施形態の攪拌翼１を使用する攪拌機の概略説明図である。
【図４】（Ａ）は本実施形態の攪拌翼１における翼部１０の断面図であり、（Ｂ）は従来の攪拌翼における翼部110の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の耐摩耗性を有する撹拌翼は、アルミナのような研磨性を有する物質を含むスラリー、例えば、使用済脱硫触媒の焙焼物を含むスラリーや鉱石を含むスラリー等を撹拌する攪拌機において使用される撹拌翼であって、かかるスラリーの攪拌に使用してもその損傷を抑えることができるようにしたことに特徴を有するものである。
【００１３】
まず、本発明の耐摩耗性を有する撹拌翼（以下、単に撹拌翼という）を説明する前に、本発明の攪拌翼が使用される攪拌機について説明する。
図３において、符号ＳＴは、攪拌されるスラリーＳが収容される、攪拌機の攪拌槽を示している。また、符号ＳＡは、回転軸を示している。この回転軸ＳＡは、その一端は攪拌槽ＳＴ内に配設されており、その他端は攪拌槽ＳＴ外に配置された図示しないモータ等の駆動手段に連結されている。
そして、この回転軸ＳＡの一端（図３では下端）には、本発明の攪拌翼１が設けられており、回転軸ＳＡの中間部には、翼ＳＷが設けられている。
【００１４】
以上のごとき構造であるから、攪拌槽ＳＴ内にスラリーＳを収容した状態で駆動手段を作動すれば、回転軸ＳＡが回転し、回転軸ＳＡの先端に設けられている攪拌翼１と翼ＳＷによってスラリーＳを攪拌することができるのである。
【００１５】
なお、本発明の攪拌翼１は、攪拌槽ＳＴの底にスラリーＳ中の固体分が堆積することを防止するために設けられている翼であり、翼ＳＷは、攪拌槽ＳＴ内においてスラリー全体を流動させるために設けられている翼である。
【００１６】
つぎに、本発明の攪拌翼１について説明する。
図１および図２に示すように、本発明の攪拌翼１は、前述したような攪拌機の回転軸ＳＡに取り付けて使用するものであり、回転軸ＳＡに取り付けるための固定部２と、この固定部２に設けられた複数の翼部１０とを備えている。
【００１７】
まず、固定部２は、略円筒状に形成された部材であり、中空部に回転軸ＳＡの先端を挿入すると、回転軸ＳＡに対する相対的な移動を固定できる構造を有している。具体的には、回転軸ＳＡの軸方向への固定部２の移動と、回転軸ＳＡの中心軸周りの固定部２の回転を固定できる構造を有している。例えば、割りピンを差し込んで固定するキー構造等を採用することができるが、両者の相対的な移動を固定する構造はとくに限定されない。
【００１８】
前記固定部２には、その側面からその半径方向に沿って突出するように形成された複数の翼部１０の取付部１２が設けられている。
この取付部１２は、回転軸ＳＡに固定部２を取り付けた状態において、回転軸ＳＡの回転方向前方に位置する前面12aが平坦面に形成されている。
また、取付部１２は、上記状態において、回転軸ＳＡの回転方向後方位置する背部12bに、回転軸ＳＡの軸方向の両端（図１では上下両端縁、以下、単に取付部１２の上下両端縁という）から、互いに接近するように傾斜した一対の傾斜面12c，12cを備えている。
【００１９】
また、図１に示すように、各取付部１２の前面12aには、翼部１０の翼プレート１１が取り付けられている。この翼プレート１１は、その前面および背面が互いに平行な平坦面に形成された板状のプレートである。この翼プレート１１の幅は、取付部１２の幅と同じ幅に形成されている（なお、翼プレート１１および取付部１２の幅とは、図１（Ｂ）における上下方向の長さである）。
【００２０】
以上のごとく、本実施形態の攪拌翼１では、翼部１０の前面、つまり、翼プレート１１の前面が平坦面であるが、翼部１０の取付部１２の背部12bには一対の傾斜面12c，12cが形成されている。つまり、回転軸ＳＡを回転させて攪拌翼１によってスラリーＳを撹拌した場合でも、回転軸ＳＡの回転方向に沿って、翼部１０の断面形状が急激に変化しないような形状に形成されている。このため、回転軸ＳＡが回転して、スラリーＳ中を翼部１０が移動しても、翼部１０の背面に渦状の流れが形成されることを抑制することができる。
【００２１】
すると、翼部１０の背面が摩耗により損傷することを抑制することができるので、アルミナのような研磨性を有する物質を含むスラリーＳの攪拌に使用しても、長期間連続して使用することができる。
よって、本実施形態の攪拌翼１を製造設備の撹拌機における撹拌翼として使用すれば、その交換スパンを長くできるので、製品生産量の減少や、設備の修繕費の増大等が生じることを防ぐことができる。
【００２２】
例えば、本実施形態の攪拌翼１を、焙焼物から有価金属の水溶性化合物を浸出する設備における攪拌機の撹拌翼として使用しても、攪拌翼１の交換等のメンテナンスのために設備を頻繁に停止しなくてもよくなる。すると、回収した有価金属から製造される製品生産量の減少や、設備の修繕費の増大等を抑えることができる。
【００２３】
そして、上述したように、翼プレート１１が取付部１２に対して着脱可能となっていれば、翼プレート１１が損傷しても取付部１２が損傷していなければ、翼プレート１１の交換のみで操業を開始することができる。すると、点検の際における交換作業を短時間で行うことができるし、攪拌翼１全体を交換する場合に比べて、部品のコストも抑えることができる。
【００２４】
なお、翼部１０は、上述した例のように翼プレート１１と取付部１２とからなる構造、つまり、翼プレート１１と取付部１２とが着脱できる構造とせず、両者が一体になった構造としてもよい。この場合でも、一体形状の翼部１０の形状を、前面が平坦面に形成され背部12bに一対の傾斜面を有する形状とすれば、上述した例と同等の効果を得ることができる。言い換えれば、一体形状の翼部１０の断面形状が、翼プレート１１と取付部１２とを組み合わせた状態における翼部１０の断面形状と同じになるように形成すれば、翼部１０の背面に渦状の流れが形成されることを抑制することができ、翼部１０の背面が摩耗により損傷することを抑制することができるのである。
【００２５】
（翼プレート１１と取付部１２との固定）
上述したように、取付部１２に対して翼プレート１１を着脱可能に固定する方法はとくに限定されないが、以下のごとき構成を採用することができる。
図１（Ｂ）に示すように、この取付部１２には、一対の傾斜面12c，12cと平坦面12aとの間を貫通する複数の貫通孔12hが形成されている。この貫通孔12hは、傾斜面12c側に形成された大径部と平坦面12a側に形成され小径部とを有する段付き孔である。
【００２６】
一方、翼プレート１１には、その背面から凹んだネジ穴11hが複数形成されている。この複数のネジ穴11hは、翼プレート１１を、その幅方向の両端縁と取付部１２の上下両端縁とが一致するように取付部１２に取り付けると、取付部１２の複数の貫通孔12hと一致する位置に形成されている。しかもネジ穴11hの径は、取付部１２の複数の貫通孔12hにおける小径部とほぼ同じ径に形成されている。
【００２７】
かかる構成とすれば、翼プレート１１をその幅方向の両端縁と取付部１２の上下両端縁とが一致するように配置し、取付部１２の背面からボルトを貫通孔12hに挿通してボルトＢをネジ穴11hに螺合すれば、翼プレート１１を取付部１２にボルトＢによって固定することができる。
しかも、ボルトＢの頭部は貫通孔12h内に配置されるから、スラリーＳの流れと直接接触しない。よって、スラリーＳによってボルトＢの頭部が損傷して翼プレート１１が脱落する等の問題が生じることを防ぐことができる。
とくに、複数の貫通孔12hに、シリコンなどの樹脂系補修剤等の封止部材を充填すれば、ボルトＢがスラリーＳと接触することをより確実に防ぐことができるので、より好ましい。
【００２８】
なお、翼プレート１１の背面に、ネジ穴11hに代えて貫通孔を形成し、取付部１２の背面から翼プレート１１前面までボルトを挿通し、このボルトに翼プレート１１前面でナットを螺合して、翼プレート１１を取付部１２に固定してもよい。
また、翼プレート１１の背面にネジ軸を立設し、このネジ軸を貫通孔12hに挿通し、貫通孔12h内でナットを螺合して、翼プレート１１を取付部１２に固定してもよい。
【００２９】
上記のボルトＢやネジ軸が、特許請求の範囲にいう固定軸に相当する。
【００３０】
（翼部１０の表面処理）
また、スラリーＳによる翼部１０の摩耗を防止する上では、翼部１０の表面、つまり、翼プレート１１の表面や取付部１２の表面に耐摩耗性を向上させる表面処理を行うことが好ましい。例えば、超音速フレーム溶射による表面処理を施すことができる。超音速フレーム溶射を行えば、マッハを超える高い衝撃エネルギーによって耐摩耗性を向上させたい材料(本願であれば翼プレート１１等)の表面に、高張力と高密着性を有する低気孔率の皮膜を形成することができる。つまり、超音速フレーム溶射を行うことによって、翼部１０の表面が高硬度の材質によって高密度・高強度にコートされるから、耐摩耗性を向上させることができる。
なお、耐摩耗性を向上させる表面処理は、超音速フレーム溶射以外にも、硬化肉盛やセラミックスライニング、ゴムライニング等の構造等を採用することができる。しかし、超音速フレーム溶射を使用すれば、他の方法に比べて比較的安価で表面処理をすることができ、しかも、耐摩耗性能に優れるという利点が得られるので好ましい。
【００３１】
（翼部１０の取付の例）
図１および図３では、翼部１０は、固定部２の側面に対して傾斜した状態となるように設けられている。具体的には、図１および図３であれば、翼部１０は、固定部２から外方に向かって上傾するように設けられている。これは、攪拌槽ＳＴ内の内底面が略球面状であり、回転軸ＳＡに攪拌翼１を取り付けた際に、翼部１０と攪拌槽ＳＴの内底面とが略平行となるようにするためである。かかる構成とすれば、攪拌槽ＳＴの底に堆積した固形分を効率的に外側に押しのけることができる。そして、翼部１０を水平とした場合に生じる問題、つまり、翼部１０先端と攪拌槽ＳＴの内底面との隙間が小さくなるために流速が増加して槽底の摩耗が促進されるという問題が生じることを防ぐことができるので、翼部１０先端近傍に位置する槽底の摩耗を軽減することもできる。
なお、翼部１０の側面に対する角度は、攪拌槽ＳＴ内の内底面の形状に合わせて適切な角度とすればよく、必ずしも固定部２から外方に向かって上傾するように設ける必要はない。例えば、攪拌槽ＳＴ内の内底面が平坦面に形成されている場合であれば、固定部２の中心軸と翼部１０の軸方向が直交するように設ければよい。
【実施例】
【００３２】
廃触媒の焙焼物から有価金属を回収する設備において、焙焼物と水とが混合したスラリーをオーバーフロー式の槽を有する攪拌機によって攪拌した場合について、本実施形態の攪拌翼１（図４（Ａ）参照）と、従来の撹拌翼（背面に傾斜面を有しない形状、図４（Ｂ）参照）との損傷状況を比較した。
【００３３】
まず、従来の撹拌翼を使用した場合には、翼部110の翼プレート111は１〜２ヵ月毎の交換が必要であったが、本実施形態の攪拌翼１を使用した場合には、翼プレート１１を１年以上連続して使用することができた。
【００３４】
また、従来の撹拌翼では、固定部の取付部112に表面処理をしても６ヵ月毎の交換が必要であってが、本実施形態の攪拌翼１の場合には、固定部２を２年以上の期間交換することなしに使用できた。
【００３５】
以上の結果より、本実施形態の攪拌翼１を使用した場合には、アルミナのような研磨性を有する物質を含むスラリーＳの攪拌に使用しても、従来の撹拌翼に比べて、長期間連続して使用することができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の耐摩耗性を有する撹拌翼は、アルミナのような研磨性を有する物質を含むスラリーを撹拌する攪拌機、例えば、使用済脱硫触媒の焙焼物を含むスラリーや鉱石を含むスラリー等の攪拌に使用される攪拌機の撹拌翼に適している。
【符号の説明】
【００３７】
１        撹拌翼
２        固定部
１０        翼部
１１        翼プレート
１２        取付部
１２ｈ      貫通孔
ＳＴ        攪拌槽
ＳＡ        回転軸
Ｓ        スラリー
【図１】
2012005912.tif 000003
【図２】
2012005912.tif 000004
【図３】
2012005912.tif 000005
【図４】
2012005912.tif 000006