超微粒希薄懸濁液の迅速固/液分離法に関する研究

• 研究課題/領域番号: 06651093
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 資源開発工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐々木 弘 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (50006037)
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 1994年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 超微粒子 / ゼータ電位 / 懸濁液迅速分離 / 界面特性 / 希薄懸濁液 / カラム法 / 固液分離 / ヘマタイト

研究概要

微粒子の分離回収法には粒子の大きさの程度によって種々の方法があるが、超微粒子の希薄懸濁液に対しては固/液分離が不可能な場合、あるいは分離に長時間を要する場合がある。本研究は超微粒子の希薄懸濁液に対して有効である様な、従来の方法には無く特徴を有する方法について検討したものであり、分離速度は大きく、凝集剤等の薬剤添加も無いことから、固/液分離後の用水には薬品による汚染も無い特徴を有することが明らかになった。結果をまとめると以下の様になる。
1.超微粒子として100nm粒径のヘマタイト粒子を調製し、pHおよび共存電解質の影響下におけるヘマタイトの凝集分散、ならびに粒子およびガラスビーズのゼータ電位を測定した。
2.ヘマタイトの希薄懸濁液にガラスビーズを添加し、攪拌後静置すると、ビーズは瞬時に沈降するが、その際上澄液は透明になった。ビーズによる捕捉率を求めた結果、pHが酸性から中性付近までの領域で捕捉率は高かった。これはゼータ電位と関与しており、ヘマタイトとガラスビーズが互いに異符号のゼ-ダ電位を有するpH流域であった。
3.上記と同じ条件の懸濁液に対し、ガラスビーズを充填したカラムベッドにヘマタイト懸濁液を注入し、通過後のヘマタイト濃度測定よりヘマタイト捕捉率を求めたが、捕捉率のpH依存性は前述と同様の傾向であった。
4.本懸濁液を急速凝集条件下においても12時間を要するが、本法は数分以内で分離が完了する。したがって従来の凝集分散法に比べ固液分離の時間は1/100以下に短縮されたと判断できた。