スラリー

Mixture of solids suspended in liquid

傾斜面を流れるシリコーン油中のガラスビーズからなるスラリー

ジャガイモ澱粉スラリー

スラリーとは、液体（通常は水）に懸濁した高密度の固体の混合物です。スラリーの最も一般的な用途は、固体の輸送や鉱物の分離です。液体は、遠心ポンプなどの装置で送り出されるキャリアです。固体粒子のサイズは1マイクロメートルから数百ミリメートルまで様々です。粒子は一定の輸送速度以下で沈降することがあり、混合物はニュートン流体または非ニュートン流体のように挙動します。混合物の種類によっては、スラリーは研磨性や腐食性を示す場合があります。

例

スラリーの例としては次のようなものがあります。

• セメントスラリーは、石油産業やその他の産業で使用されるセメント、水、およびさまざまな乾燥および液体添加剤の混合物です^{[1] [2]}
• 土セメントスラリー、制御低強度材料（CLSM）、流動性充填材、制御密度充填材、流動性モルタル、プラスチックソイルセメント、K-Kreteなどとも呼ばれる^[3]
• ゲル状爆薬を形成するために使用される増粘剤、酸化剤、水の混合物^[4]
• 火山噴火で発生した火砕物、岩石の破片、水の混合物で、ラハールとして知られています。
• スラリー壁を作るのに使用されるベントナイトと水の混合物
• 石炭スラリー、石炭廃棄物と水の混合物、または粉砕された石炭と水の混合物^[5]
• 泥漿とは、陶磁器や陶磁器の接合、施釉、装飾に使用される粘土と水の混合物です。
• スラリーオイルは、石油精製所のFCCユニットから蒸留される最も沸点の高い留分です。沈殿物の形で多量の触媒が含まれているため、スラリーと呼ばれます。
• 紙を作るのに使用される木材パルプと水の混合物
• 動物の排泄物、有機物、そして時には水の混合物である堆肥スラリー。農業では単に「スラリー」と呼ばれることが多く、スラリーピットで熟成させた後に肥料として使用される。
• 細かく挽いた肉と水を混ぜ、遠心脱水して食品原料として利用する肉スラリー。
• 化学機械研磨に使用される研磨剤
• スラリーアイス（氷結晶、凝固点降下剤、水の混合物）
• ポルトランドセメントの原料ミル製造に関係する原料と水の混合物
• 唾液と混ざった噛み砕いた食物塊^[6]
• サンドイッチ構造の複合材航空機のコア材料の周囲の充填材として使用されるエポキシ接着剤とガラス微小球の混合物。

計算

固形分率の測定

スラリー、固形物、液体の密度からスラリーの固形分率（または固形分率）を決定する^[7]

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {\rho _{s}(\rho _{sl}-\rho _{l})}{\rho _{sl}(\rho _{s}-\rho _{l})}}}$

どこ

${\displaystyle \phi _{sl}}$スラリーの固形分率（質量比）

${\displaystyle \rho _{s}}$固体の密度

${\displaystyle \rho _{sl}}$スラリーの密度

${\displaystyle \rho _{l}}$液体の密度

鉱物処理でよくあるように、水性スラリーでは、種の比重が通常使用され、水の比重は 1 とされるため、この関係は通常次のように表されます。

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {\rho _{s}(\rho _{sl}-1)}{\rho _{sl}(\rho _{s}-1)}}}$

SI密度単位kg/m ^{3の代わりに、トン/m 3} (t/m ³ )の比重単位が使用されています。

固体の質量分率から液体の質量を求める

固体の質量と質量分率からサンプル中の液体の質量を決定するには：定義により

${\displaystyle \phi _{sl}={\frac {M_{s}}{M_{sl}}}}$

したがって

${\displaystyle M_{sl}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}}$

そして

${\displaystyle M_{s}+M_{l}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}}$

それから

${\displaystyle M_{l}={\frac {M_{s}}{\phi _{sl}}}-M_{s}}$

そしてそれゆえ

${\displaystyle M_{l}={\frac {1-\phi _{sl}}{\phi _{sl}}}M_{s}}$

どこ

${\displaystyle \phi _{sl}}$スラリーの固形分率

${\displaystyle M_{s}}$サンプルまたはストリーム内の固体の質量または質量流量です

${\displaystyle M_{sl}}$サンプルまたはストリーム内のスラリーの質量または質量流量です

${\displaystyle M_{l}}$サンプルまたはストリーム内の液体の質量または質量流量です

質量分率からの体積分率

${\displaystyle \phi _{sl,m}={\frac {M_{s}}{M_{sl}}}}$

同等に

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {V_{s}}{V_{sl}}}}$

鉱物処理の文脈では、液体（水）の比重は 1 とみなされます。

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {\frac {M_{s}}{SG_{s}}}{{\frac {M_{s}}{SG_{s}}}+{\frac {M_{l}}{1}}}}}$

それで

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}SG_{s}}}}$

そして

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {M_{l}SG_{s}}{M_{s}}}}}}$

次に最初の方程式と組み合わせます。

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {M_{l}SG_{s}}{\phi _{sl,m}M_{s}}}{\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}}}}}}$

それで

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+{\frac {SG_{s}}{\phi _{sl,m}}}{\frac {M_{l}}{M_{s}+M_{l}}}}}}$

それから

${\displaystyle \phi _{sl,m}={\frac {M_{s}}{M_{s}+M_{l}}}=1-{\frac {M_{l}}{M_{s}+M_{l}}}}$

我々は次のように結論づける。

${\displaystyle \phi _{sl,v}={\frac {1}{1+SG_{s}({\frac {1}{\phi _{sl,m}}}-1)}}}$

どこ

${\displaystyle \phi _{sl,v}}$スラリーの体積基準の固形分率である。

${\displaystyle \phi _{sl,m}}$スラリーの質量基準の固形分率

${\displaystyle M_{s}}$サンプルまたはストリーム内の固体の質量または質量流量です

${\displaystyle M_{sl}}$サンプルまたはストリーム内のスラリーの質量または質量流量です

${\displaystyle M_{l}}$サンプルまたはストリーム内の液体の質量または質量流量です

${\displaystyle SG_{s}}$固体の嵩比重である

参照

• グラウト
• スラリーパイプライン
• スラリー輸送
• スラリー壁

参考文献

1. “Shlumberger: Oilfield glossary”. 2012年5月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年5月6日閲覧。
2. 「Rheonova：沈降スラリーのレオロジー特性の測定」。2020年4月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年11月30日閲覧。
3. 「ポートランドセメント協会：管理された低強度材料」。2013年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年5月6日閲覧。
4. 「IRing - 鉱山の有効性と効率性を向上させる地下掘削・発破計画ソフトウェア「Aegis」の開発元」。2020年8月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年1月2日閲覧。
5. レッドバルブ社：石炭スラリーパイプライン
6. Rheonova : 食物塊の特性測定 アーカイブ 2013-11-30 at archive.today
7. ウィルズ、BAおよびネイピア・マン、TJ、ウィルズの鉱物処理技術：鉱石処理と鉱物回収の実践的側面への入門、ISBN 978-0-7506-4450-1第7版（2006年）、エルゼビア、イギリス

外部リンク

• ボナペース、AC 完全懸濁液中の固体の水力輸送の一般理論
• Ravelet, F.; Bakir, F.; Khelladi, S.; Rey, R. (2013). 「水平管内における大粒子の水力輸送に関する実験的研究」(PDF) .実験熱流体科学. 45 : 187– 197. Bibcode :2013ETFS...45..187R. doi :10.1016/j.expthermflusci.2012.11.003. S2CID  55554454.
• Ming、G.、Ruixiang、L.、Fusheng、N.、Liqun、X. (2007)。粗い砂利の油圧輸送 - 流れ抵抗に関する実験室調査。

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