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論 文Original Paper
J. Soc. Powder Technol., Japan, 41, 656 662 ( 2004)
沈降挙動に及ぼすスラ リー初期濃度及び
分散剤添加量の影響
Effects of Solid Concentration and Dispersant Dosage on
Sedimentation Behavior
金 孝政,森 隆 昌,椿 淳一郎
Hyo-Jung Kim, Takamasa Man, JunIchiro Tsubaki
Received 1 March 2004; Accepted 15 June 2004
Long- term sedimentation tests were carried out in order to evaluate the effects of solid concentra-
tion and dispersant dosage on the sedimentation behavior of alumina slurries. The sedimentation
behavior of slurry was observed by using a digital camera for over sixth months. As a result, it was
found that the sedimentation behavior of slurry with a dispersant can be classified into four patterns on
the basis of the interface formation between supernatant and dense slurry layer in the early stage of
sedimentation. Furthermore, a concentration inversion and lean layers were formed from the middle
stage of settling in the slurries which did not show a clear interface in the early stage sedimentation. The
packing characteristic of slurry was significantly changed at a solid concentration between 10 and 20vol%.
Keywords : Alumina slurry, Sedimentation test, Sedimentation behavior, Concentration inversion layer,
Lean layer
1. 緒 言
セ ラ ミックス湿式 成形 プ ロセ ス にお いて,得 られ る
成形 体 の密 度 と構 造 は調 製 ス ラ リーの 特 性 に 依 存 す
る。 さ らに,成 形体 の密 度 と構造 は,後 工程 の焼 結 過
程 におい て,焼 結 体 の特 性 を支 配す るため,ス ラ リー
特 性 を的確 に評価 す るこ とは製 品 の信頼 性 と品質 を制
御 す るた め に非 常 に重要 な課題 で あ る と報 告1,2)さ れ
て いる。
従 来,ス ラ リー特 性評 価 は 一般 的 に,見 か け粘 度 を
測 る ことに よ って 行 われ て きた が3,4),ス ラ リーの 見
か け粘度 と成形 体 の充填 率 が必 ず し も対応 しない とい
う結 果 もDaviesら5)やTsubakiら2,6)な どによ って
報 告 され て いる。 さ らに,噴 霧 乾燥 過 程 にお いて,ス
プ レー顆 粒 の 形 態 が ス ラ リー の 充填 性 に よ って 決 ま
り,充 填性 が よ い スラ リーか ら陥没顆 粒 が,充 填性 が
悪 い ス ラ リー か ら 中実 な 顆 粒 が 得 られ る こ と が 報
告7,8)さ れ て い る。 従 って,ス ラ リーの流 動特 性 で は
な く,充 墳 特 性 を評価 で き るス ラ リーの 評価技 術 が必
要 で あ る こ とが分 か る。
最近,こ の よ うな観 点 か ら,沈 降 管底 部 の液圧 を測
定す るこ とに よ って,ス ラ リー充填特 性 を短 時間 で予
測す る評 価方 法9)と,定 圧 ろ過操 作 に よ りケー クの 充
填 率 の評 価 及 び その 成 長 挙動 を簡 単 に予 測 で きる 方
法10)も報告 され てい る。
スラ リー 中の 粒 一子の 充填 特 性 を評 価 す る方 法 と し
て,従 来 よ り重 力及 び遠 心 沈 降実 」験11~17)によ る多 数
の研 究 が報 告 され てい る。充填 特性 は,粒 子 の 形状,
大 き さ,密 度及 び粒 子 の分布 な どの原料 粉体 の諸 特性
と,分 散 媒 体 の特 性 な どに よ って左 右 され る。 しか
し,粒 子 の沈降 ・濃 縮挙 動 に関す る理論 的 モ デル と実
験結 果 の 多 くは,原 料粉 体の諸 特性 と流体 との 的確 な
力学的 関係 を表 す のが大 変困難 で あ るので,粒 子の諸
特 性 の簡略 化 や特定 された スラ リー条 件 のみ に行 われ
て きた。
第41回 粉体に関す る討論会(2003年10月,米 沢)に て発表
名古屋大学大学院 工学研究科物質制御工学専攻(〒464 8603名名 屋市千種区不老町)TEL 052-789 2568
Departrnent of Molecular Design and Engineering,
Universiry of Nagoya
(Furo cho, Chikusa ku, Nagoya 464 8603)
656 (24) 粉体工学会誌
例 え ば,重 力 沈 降 実験 に おい て,Kynch11)は 粒 子
の沈降 速度 を粒 子濃 度 のみ の関数 と して考 慮 し,粒 子
濃 度 と質量 流束 の 関係 か ら定 義 され た四 つの沈 降 様式
を提 案 した 。Fitch12)はKynchが 提案 した沈 降 様 式
にお け る不 連続 成長 層 の安定 ・不 安定 性 につ いて現 象
論 的 な説明 を付 加 した が,こ れ らの理 論 で は同一粒 径
の球 形単 分 散 ス ラ リー に限定 してい る。
Mirzaら13)やDoheimら14)は,粒 子 密 度,粒 径,
粒 子の 混合 割合 を変 化 させ た2成 分系 と多成分 系 ス ラ
リー にお け る沈 降理 論 を提案 したが,粒 子 を各 々独立
した個体 と して取 り扱 って い るの で,良 分 散 ス ラ リー
のみ に適用 が 限定 され る。
ま た,Yoshiokaら15,16)やSambuichiら17)は,沈
降 ・濃 縮槽 の最 適設 計 や操作 に反 映 で きる基本 デ ー タ
を得 るた め,粒 了濃 度 や スラ リーの初期 高 さな どが粒
子の沈 降速 度 に及 ぼす影 響 を検 討 した り,ス ラ リーの
圧 密沈 降領 域 にお いて の粒子 の沈 降速 度 に対す る従 来
理論 を修正 してい る。 しか し,実 験 は集 合 沈降 挙動 を
示 す凝集 系 スラ リーの みに特 定 されて い るの で,分 散
状 態の 粒子 沈降 挙動 につ い ては検討 されて い ない。
さ らに,セ ラ ミックス湿式 プ ロセ スに使 われ て い る
粒 子は,そ の大 き さが10-1μm程 度 で,媒 液 中 に よ
く分散 され た ス ラ リー と して用 い られ るので,重 力 沈
降 実験 に おい ては清 澄層 とス ラ リー層 との界 面を形 成
せ ず,沈 降 終 了に長 時 間が掛 か る場合 が 多い。
従 って,こ れ らの場合 につ い ての粒子 の沈降 ・濃 縮
挙動 はほ とん ど評価 されて いな いのが現 状 で あ る。 そ
こで,本 研 究 では粒 子 間力 を制 御 して 重力 沈降 実験 を
行 い,界 面 の 見 え な い場 合 も含 め て,ス ラ リーの 沈
降 ・濃 縮過 程 を長時 間観 察す るこ とによ って,沈 降挙
動 とス ラ リー 充填特 性 との関連 性 を検討 す る ことを 目
的 と した。
2. 実験 方法
原料 粉体 に は平 均 粒径0.48μmの アル ミナ(AES-
11E,住 友 化学)と,分 散剤 に はポ リア ク リル酸 ア ン
モニ ウム(東 亜 合成,分 子量:6000~10000)を 使 用
した。 粒子 濃 度 は1,3,5,10,20,35vol%と 変化 さ
せ スラ リーを 調製 した。分 散剤添 加量1よ 前 報2)で 報
告 した 粒 子濃 度35vol%の ス ラ リー に お け る吸 着 量
の測 定結 果 か ら,1.6,2.4,3.6,6.0×103kg/kg-
Al2O3と した。 そ の他 の粒 子濃 度 の スラ リー に おい て
は,35vo1%の スラ リーの吸 着量1.1,1.8,2.5,2.2×
103kg/kg-Al2O3と 等 しくな るよ うに,前 報10)で提
案 したEq.(1)で 粒 子 濃 度 φの と きの 分 散 剤添 加 量
Table 1 Dispersant dosage •~ 103 (kg / kg-A12O3 )
Mφ(kg/kg-A1202)を 決 定 した。Table1に,各 粒 子
濃 度 にお け る分散 剤添 加量 を示 す。
(1)
調製 した ス ラ リー350mlと,直 径5mmの ア ル ミ
ナ ボー ル0.75kgを1lの ポ リエ チ レン製0ッ トに入
れ,回 転数120rpmで1hボ ー ル ミルで混 合 した後,
真 空脱 泡(10min),温 度 調整(20℃ で2h保 持)を 行
い,重 力沈 降実験 を行 った。重 力沈 降実 験 は,調 製 し
た スラ リーを内径20mm,高 さ180mmの ア ク リル製
円筒 に入れ,室 温で長 時間 に わた って清 澄層 とスラ リ
ー層 との界 面高 さの経 時変 化 を測定 し,界 面 の形成 の
有 無 に関係 な く,粒 子 の沈 降 ・濃縮 過程 を デ ジタル カ
メラに よ って観察 した。 ス ラ リー の投入 量 は,全 スラ
リーにお いて沈 降管底 部 か ら130mmで 一定 と した。
界面高 さの経時 変化及 び沈 降終 了後 堆積 層 の高 さは,
ノギ ス(測 定 精度0.05mm)で5ヶ 所測 定 した平均 値
であ り,堆 積層 の最終 充填 率 は物質 収支 か ら求 めた。
3. 実験結 果
3.1界 面高 さの経 時変 化
Fig.1 に,各 ス ラ リーの清 澄層 と スラ リー層 との界
面 高 さの経 時変 化を示 す。 点線 は 界面 が よ く見 えな い
状 態 を示 して い る。 界面 高 さの経 時変 化の 全体 的な傾
向 を み る と、 吸 着 量1.1,1.8×10-3kg/kg-A12O3の
場 合 は,初 期 濃 度10vol%以 下 で は 沈 降終 了 に掛 か
る時 間 は長 く,20と35vol%に お い ては短 時 間で ス
ラ リー中 の粒 チ沈降 が終rし て い るこ とが分 か る。吸
着量 が2.5×103kg/kg-Al2O3の 場 合 に は,1~20
vol%と35vol%で 沈降 終 了に必 要 な時 間が 大 き く変
わ って い るこ とが分 か る。 一方,分 散 剤添 加量 が一播
多 い吸 着 量2.2×10-3kg/kg-Al2O3の 場 合 に は,初
期濃 度3,5,10vol%は 沈 降途 中 か ら界面 を形 成す る
が,そ の 他の濃 度 にお いて は沈降 終 了 まで界面 が 見え
Vol.41 No.9 (2004) (25) 657
Fig. 1 Effects of solid concentration and adsorbed amount of dispersant
on settling curves (Interface : supernatant slurry zone)
(a)1.1×10-3kg/kg-Al2O3(b)1.8×10-3kg/kg-A12O3
(c)2.5×10-3kg/kg-A12O3(d)2.2×10-3kg/kg-A12O3
なか った。
粒子 の沈 降速 度 を表 す界 面高 さの 経時 変化 の 曲線 の
傾 きは,1.1~2.5×10-3kg/kg-Al2O3の 吸着 量 の ス
ラ リー におい て粒子 濃 度 が低 いほ ど増加 す る こ とが分
か る。
3.2 沈降 ・濃 縮挙 動 の観察
Fig.2 に,沈 降 中の スラ リー を デ ジ タル カ メラで撮
った結果 の一一例 を示す 。 こ こで,Aは 疎 な スラ リー層
と密 な ス ラ リー層 との界 面を,Bは 清澄 層 と堆 積層 と
の 界面 を示す 。 今回 の実験 におい ては,清 澄 層 及 び密
な スラ リー層 の形 成 に注 目す る と,ス ラ リーの 沈降 ・
濃縮 挙動 は以下 の四 つの パ ター ンに分 け る ことがで き
る。 以 後 に は,Fig.2に 示 した よ うに,粒 子 の 沈
降 ・濃縮 挙動 をそ れぞ れパ ター ン(I),(Ⅱ),(Ⅲ),
(Ⅳ)と す る。
まず,パ タ ー ン(I)は,沈 降 初期段 階 で清 澄層 が
は っき り見 え な いが,沈 降時 間約200hで 界面Aが 確
認 され,さ らに,形 成 され た界 面Aの 位置 が比 較的 高
い場合 で ある。 パ ター ン(ⅡH)も パ ター ン(I)の よ
うに,沈 降初 期 段 階 で は清 澄 層 が は っき り見え な い
が,(I)よ り早 い沈降 時間(20h)で 界面Aが 形成 さ
れ,形 成 された界面Aの 位置 が(I)よ り低 い場合 で
あ る。 パ ター ン(Ⅲ)は,沈 降時 間約300hで 界面A
が 形 成 され,こ の 時点 で は明 瞭 な 清 澄層 は見 え な い
が,そ れ以上 の時 間 にな るとは っき り した清 澄層 と界
面Bを 形 成 し,界 面Bを 形成 してか らは その 高 さが変
わ らない場合 で ある。 パ ター ン(IV)は,沈 降初期段
階 か ら清澄層 が は っき り見えて お り,界 面高 さの経 時
変 化が スラ リーの初期高 さ とほ とん ど変 わ らな い場 合
で あ る。
3.3 不連 続層 の形成
分類 した四つの 沈降 ・濃縮 パ タ ー ンの うち明瞭 な界
面 を形 成 しな い(I),(Ⅱ)に お いて は,Fig,.3に 示
す よ うに,一 定時 間後 に複数 の濃 度 不連続 層 の形 成が
み られ,不 連 続層 形成パ ター ンは以 下 に示す よ うに2
通 りあ るこ とが分 か った。 一っ は,Fig.3(a)の*で
示 した ように,形 成 した不連 続層 の 各層 の 中に は粒子
の濃度 分布 が見 られ,粒 子濃 度 は上 部 が高 く下部 が低
くな る,粒 子濃度 の逆転 が 見 られ るパ ター ンで あ る。
もう一つ(Fig.3(b))は,形 成 した 不連続 層 の間 に
658 (26) 粉体工学会誌
Fig. 2 Sedimentation patterns observed by digital camera
(I)φ;10vo1%,1.1×10-3㎏/㎏-A12O3(Ⅱ)φ:10vo1%.2.2x10-3㎏/㎏-Al203
(Ⅲ)φ:20vo1%,1.1×10-3㎏/㎏-A1203(Ⅵ)φ:35vo1%,1.1×10-3㎏/㎏-A12O3
粒 子 が ほ とん ど確 認 され な い 希薄 層 が で きて い る パ
タ ー ンで あ る。濃 度逆 転 を示 すパ ター ンと希 薄層 を形
成 す るパ ター ンを比 べ る と,後 者 で は前 者 よ り形 成 さ
れ る層 の数 が多 く,間 隔 が狭 い こ とが 分 か る。
Fig. 3 Two kinds of multi- layering
(a)φ:1vol%,1.1×10-3kg/㎏-A12O3
(b)φ:20vol%,2.2×10-3kg/kg-A12O3
3.4 最終 充填率 に及 ぼす 粒子 濃度 及 び分散剤 添加
量 の影響
粒子濃 度及 び分散 剤添 加量 が,沈 降終 了後 の堆積層
の最 終 充填率 に及ぼ す影 響 をFig.4に 示 す 。吸 着量 が
低 い1.1,1.8×10-3kg/kg-A12O3の 場 合,初 期 濃 度
10vo1%以 下 で は,初 期 濃度 の増 加 とと もに最 終充填
Fig.4 Effects of solid concentration and
adsorbed amount of dispersant on
final packing fraction of sediments
(a)1.1×10-3kg/kg-AlyO3
(b)1.8×10-3kg/kg-Al2O3
(c)2.5×10-3kg/kg-AlZO3
(d)2.2×10-3kg/kg-Al2O3
Vol.41 No.9 (2004) (27) 659
率 は増 加す るが,20vol%以 上 にな る と,初 期 濃度 と
ほ ぼ 同 じ値 を 示 して い る。 吸 着 量 が 一 番 高 い2,5×
10-3kg/kg-Al203の 場 合 に は1vol%か ら20vol%
まで最 終充填 率 は増 加 し,35vo1%に な ると下 が って
い る こ とが 分 か る。分 散 剤 添 加 量 が 一番 多 い吸 着 量
2.2×10-3㎏/㎏-AI203の 場合 は,初 期 濃 度 の増 加
とと もに最 終充 墳率 は増 加 しつ づ けて い るこ とが 分か
る。
4. 考 察
4.1 沈降 ・濃縮 挙動 の分 類
Figs.2,3に 基づ いて,分 類 した粒子 の沈 降 ・濃縮
及 び不連続 層 形成 パ ター ンを,粒 子 濃度 と吸 着量 に よ
って整 理 した結 果 をTables2,3に 示 す 。 沈降 ・濃 縮
パ ター ンはTable2に 示 した よ うに,吸 着 量1.1~
2.5×10-3kg/㎏-AI203に お いて は,初 期濃 度 の増
加 に と もな ってFig.2で 定 義 した パ タ ー ン(I),
(Ⅲ),(IV)の よ うに変化 す る。沈 降 ・濃 縮パ ター ン
(Ⅱ)は,分 散 剤 添 加 量 が 一 番 多 い吸 着 量2.2×10-3
kg/kg-A1203の 場合 の み に起 こ って い るこ とが分 か
る。一 方,Table3に 示 した よ うに,濃 度 の逆 転 が
見 られ る不 連 続 層 形 成 パ タ ー ン は,吸 着 量1.1~
2.5×10-3kg/kg-AlzO3に お い て 粒 子 濃 度10vol%
以 下で 形成 され るが,希 薄層 がみ られ る場 合 には粒 子
濃 度 に よ らず,分 散 剤 添 加量 が 一 番 多 い2.2×10-3
kg/kg-A12O3の 吸 着量 にお いて起 こ ってい る ことが
分か る。
以 上 の結 果 か ら推 測 され る沈 降 ・濃縮 パ タ ー ンを
Table 2 Grouping of sedimentation pattern
Table3 Grouping of multi-layering pattern
Fig.5 Modeling of early stage sedimentation
behavior
Fig.5 に模式 的 に示 す 。沈 降 ・濃縮 パ ター ン(I)は
Table2 に示 した通 り,初 期 濃度 が低 い場 合で あ るの
で,一 次 あるい は小 さな凝集 体単 位 で粒子 が分 散沈 降
して いる と考 え られ,は っき り した界 面 がみえ な い と
考 え られ る。 沈 降 ・濃縮 パ ター ン(Ⅱ)は,初 期濃 度
によ らず分散 剤 添加量 が一 番多 い場合 な ので,粒 子 は
大 き な塊 状 の凝集 体 を形成 し,塊 状 の凝集 体単 位 で沈
降 す る と考 え られ る18,19)。沈 降 ・濃 縮パ タ ー ン(Ⅲ)
と(Ⅳ)の 場合 に は吸着量 が低 く,初 期 濃度 が高 い場
合 で あ る ことか ら,沈 降初 期か らス ラ リー は底 部 か ら
粒 子 が繋 が る連 続体 化 してい る と考 え られ る。
4.2 不連続 層 の形成 メ カニ ズム
Fig.6 は,沈 降途 中 か ら不連 続 層 を形 成 して,希 薄
Fig. 6 Model, (a) and simulation result20).
(b) of multilayering mechanism
660 (28) 粉体工学会誌
層 が見 られ るパ ター ン(Fig.3(b))に つ いて,そ の
形 成 メ カニ ズ ム を模 式 的 に 示 した 図 で あ る。 一 般 的
に,ス ラ リー中 に添加 された分 散剤 は粒子 の分 散 を 目
的 と して添 加 され るが,分 散 剤 を過 剰 に添 加 した 場
合,小 さな塊 状 の凝集 体 を形成 す るこ とが報告 されて
い る18,19)。小 さな塊 状 の凝 集体 は一次 粒 子 よ り沈降 速
度 が速 いの で,沈 降 に と もな って 周 りに あ る粒 子 と衝
突 し,そ の衝 突 した粒 子 を凝集 体 が捕 捉 しなが ら成 長
す ると考え られ る。従 って,Fig.6(a)に 示 した よ う
に,凝 集体 に よ って捕 捉 され た粒 子 が存在 して いた空
間 は希 薄 層 に な る と考 え られ る。 この実 験 結 果 は,
Sugimotoら20)の 粒 子 の粒 径 と組 成比 な どが ス ラ リー
の沈降 界面 の形 成過程 に及 ぼ す影 響 につ いて検 討 した
シ ミュ レー シ ョン結 果Fig.6(b)と よ く一 致 してい
る ことが分 か った。一 方,濃 度逆 転パ ター ンの形成 メ
カニ ズ ムにつ いて は,Sugimotoら の報 告 に基 づ き現
在 検討 中で あ る。
4.3 ス ラ リー の充 填特 性
Fig.4 か ら,粒 子 濃 度10vol%以 下 で は分 散 剤 添
加 量 に よ らず,ほ ぼ 同 じ最 終 充 填 特 性 を 示 す が,
20vol%以 上 にな る と,添 加 した分散 剤量 の増 加 に と
もな って最終 充填 率 が増加 して い る ことが分 か った。
これ は,10vol%以 下 までの 粒子 濃度 で は粒子 間距 離
が広 いので 分散剤 添加 量 に よ らず 粒子 が分 散沈 降 して
い るか ら と考 え られ る。球 形 の単 分 散 粒 子 系 にお い
て,粒 子濃度 が粒 子間 平均 間 隔,最 近 接粒 子距 離,粒
子 の 接 触 点数 に及 ぼす 影 響 を 計算 した結 果21)に よれ
ば,ネ ー トワー クを形 成 し う る最 低 の粒 子 濃 度 は約
15vol%程 度 で あ ると報告 され て お り,吸 着量1.1,
1.8×10-3kg/kg-A12O3の 場 合 に は20vol%以 上 で
ネー トワー クを形 成す る とい う実験 結 果 とよ く対応 し
てい る。
ま た,粒子 濃 度10vol%以 下 に お い て,初 期 濃 度
の増 加 に と もな って最 終 充填率 が増 加 してい る理 由 と
して は,粒 子量 の 増 加 に と もな って 粒 子の 自重 が 増
加 す るか らで あ る と考 え られ る。Fig.7に は,沈 降 後
の堆 積 層 の 最終 充 填 率 と ス ラ リー 初 期濃 度 との割 合
(φ/φ)を 縦 軸 に,ス ラ リー の 初 期 濃 度 を横 軸 に 示
す 。 この結果 か ら分 か るよ う に,吸 着量 が1.1,1.8×
10-3kg/kg-A12O3の20,35vol%と,2.5×10-3kg/
kg-A12O3の35vol%の 場 合 に は最 終 充 墳 率 が 初 期
濃 度 とほぼ変 わ らな い(φ/φ ≒1)と い う結 果 か ら,
粒 子 は沈降 開始 とほぼ同 時 に連 続 体化 す ると考 え られ
る。 一方,2.5×10-3kg/kg-Al2O3の20vol%と,
2.2×10-3kg/kg-A12O3の20,35vo1%の 場 合 には,
Fig. 7 Effects of solid concentration and
adsorbed amount of dispersant on ƒÓ/ƒÓ
(a)1.1x10-3kg/kg-A12O3
(b)1.8x10-3kg/kg-A12O3
(c)2.5x10-3kg/kg-A12O3
(d)2.2x10-skg/kg-A12O3
Table2 に示 した よ う に,沈 降 ・濃 縮 パ タ ー ンが
(I)ま た は(II)に な り,連 続体化 せ ず,粒 子が 沈降
して い るため に充填 率 が高 くな った と考 え られ る。
5. 結 言
セ ラ ミックス原料 で あ るアル ミナ粒子 を用 いて スラ
リーを調 製 し,初 期 濃度 及 び分散剤 添加量 を変 化 させ
て ス ラ リー中の 粒子 の沈 降 ・濃 縮挙 動 を長時 間観察 し
た結 果,沈 降 ・濃 縮 パ ター ンは粒子 濃度 及 び分散 剤添
加量 によ って以下 の 四つ に分 類す る ことが で きた。
(1)は 吸 着 量1.1~2.5×103kg/kg-A12O3,粒
子 濃 度 が10vol%以 下 で,一 次 あ る い は小 さな凝 集
体 単位 で粒 子が 分散 沈降 し,沈 降初 期段 階 では っき り
した界 面が 見え な い場合 。
(Ⅱ)は 粒 子濃 度 に よ らず,分 散剤 添 加量 が 一番 多
い場 合(吸 着量2.2×10-3kg/kg-A12O3)で,凝 集体
の成長 と成 長 した塊 状 の凝集 体 がその凝 集体 単位 で沈
降 し,沈 降 初期段 階 で は っき り した界面 が見 え ない場
合 。
(Ⅲ)は 吸着 量1.1~1.8,2.5×103kg/kg-A12O3,
粒 子濃 度20vo1%,35vol%で,沈 降初 期段 階(沈 降
時 間約300h以 内)で は界面 が 見え な いが,沈 降 途 中
(300h以 後)か ら粒 子構 造体 を形 成 し,明 瞭 な 界面 が
見え る場合 。
(IV)は 吸 着 量 が 低 く(1.1~1.8×10-3kg/kg-
Al2O3),初 期濃 度 が高 い場 合(35vol%)で,粒子 は
沈 降初 期か らネ ッ トワー ク構 造 を形成 し,明 瞭 な界面
Vol.41 No.9 (2004) (29) 661
が見 え る場 合 であ る。
さ らに,清 澄 層 とスラ リー層 との 界面 が は っき り し
ない沈 降 ・濃縮 パ ター ン(I)と(Ⅱ)の 場 合 には,
濃 度 の逆転 層 と希薄 層 が各 々形成 され る ことが分 か っ
た。
沈 降終 了後 の堆積 層 の充墳 率 の変化 は,ス ラ リー初
期濃 度10vol%と20vol%の 間 で大 き く変 わ る こ と
が分 か った。
Nomenclature
C0 : non- adsorbed dispersant concentration
at solid concentration, 0.35 (kg • m3)
M0 : dispersant dosage at solid
concentration, 0.35 (kg/ kg A1203)
MƒÓ: dispersant dosage with solid
concentration, q5 (kg/ kg-A12O3)
t: settling time (h)
P1 : liquid density (kg • m-3)
Pp:particle density (kg m-3) ƒÓ
: packing fraction of sediment (-)
ƒÓ: solid concentration (-) ƒÓ0
: solid concentration, 0.35 (-)
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