スラリー：定義、特性、歴史および用途

組成と物理的性質

スラリーの重要な要素には、固体の種類と含有割合、粒径分布、ならびに液体の性質がある。液体は通常は水であるが、油やその他の溶媒が用いられることもある。これらの要素は、混合物がどのように流れるかというレオロジー的挙動を決定する。固体濃度が低いスラリーにはニュートン流体のように挙動するものがある一方、降伏応力、せん断薄化、チキソトロピーなどの非ニュートン的特性を示すものもある。実用上重要な性質として、粘度、密度、沈降速度、摩耗性が挙げられる。

主な用途

• 建設：セメントおよびコンクリートのスラリー、モルタル、グラウト、スラリー壁。
• 鉱業・鉱物処理：鉱石輸送、尾鉱、浮選スラリー、浸出。
• 石油・ガス掘削：掘削泥水および掘りくずの輸送。
• 製造・材料：セラミックスのスリップ鋳込み、研磨用スラリー、化学反応器内の触媒スラリー。
• 環境・都市分野：下水汚泥、浚渫土、排水処理に用いるスラリー。

取扱い、処理と課題

スラリーの管理には、ポンプ輸送、配管輸送、固液分離、脱水が含まれる。技術者は、配管やポンプの摩耗、設備を詰まらせ得る沈降、輸送に要するエネルギーコストに対処しなければならない。分離方法には、濃縮、ろ過、遠心分離、化学的コンディショニングがある。鉱山の尾鉱など、大量のスラリーを池や貯留施設に保管する場合には環境上の懸念が生じるため、慎重な設計と監視が必要となる。

関連する材料との違いと特記事項

「懸濁液」や「ペースト」と同じ意味で用いられることも多いが、スラリーは一般に、希薄な懸濁液よりも固体の割合が高く、硬いペーストとは異なり流動性を保つものを指す。この語は、微細なコロイド分散系から砂粒ほどの粒子を含む混合物まで、多様な規模を包含する。スラリーのレオロジーを理解することは、ポンプ、混合機、配管における挙動の予測と、効果的な分離・処分方法の設計に不可欠である。