BR112021015994A2 - Separadores em espiral e suas partes - Google Patents

Abstract

separadores em espiral e suas partes. um separador em espiral para separar material mais desejado de material menos desejado tem um arranjo de alimentação (32) para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados, uma calha em espiral (100) e um arranjo de separação (34) para escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado e a calha em espiral é configurada para prover um declive transversal do piso da calha eficaz de menos do que 8 graus em relação à horizontal em uma volta (160) imediatamente a montante do arranjo de separação. o separador pode ser um separador de múltiplos estágios e inclui um aparelho de preparação de pasta fluida (800) entre cada par de estágios.

Description

“SEPARADORES EM ESPIRAL E SUAS PARTES” Campo

[0001] A presente divulgação diz respeito aos separadores em espiral e especialmente, mas não exclusivamente aos separadores em espiral para a separação por gravidade úmida de materiais minerais desejados de materiais minerais indesejados em circunstâncias onde os materiais desejados e indesejados têm gravidades específicas diferentes. A divulgação se estende às partes ou componentes dos separadores em espiral, e aos métodos relacionados. Definição

[0002] No relatório descritivo o termo “compreendendo” deve ser entendido ter um significado amplo similar ao termo “incluindo” e será entendido conter a inclusão de um número inteiro ou etapa, ou um grupo de números inteiros ou etapas, mas não a exclusão de qualquer outro número inteiro ou etapa ou grupo de números inteiros ou etapas. Esta definição também se aplica às variações no termo “compreendendo” tais como “compreendem” e “compreende”. Fundamentos

[0003] Os separadores em espiral são amplamente usados para a separação por gravidade úmida de sólidos particulados de acordo com a sua gravidade específica.

[0004] Um tipo conhecido de separador em espiral compreende uma ou mais eclusas helicoidais, frequentemente indicadas como espirais ou calhas em espiral, montadas em uma coluna central que é vertical no uso. Os separadores em espiral com duas ou mais calhas helicoidais interlaçadas são conhecidos como separadores de partida dupla ou múltipla. Um arranjo de alimentação é provido para alimentar uma pasta fluida de mineral/água para a parte mais superior da, ou cada, calha em espiral. A pasta fluida é induzida, pela gravidade, fluir para baixo do espiral. Os particulados na pasta fluida são submetidos a várias forças diferentes, incluindo a força gravitacional, forças de arrasto devido ao contato com a espiral, e força centrífuga devido ao movimento ao longo de um caminho geralmente helicoidal. Falando de maneira ampla, as partículas com gravidade específica maior se movem para a parte radialmente interna do espiral, e as partículas com gravidade específica menor (menor densidade) se movem para as partes externas do espiral. As aberturas ou canais de transferência distribuídos coletam as correntes de particulados que foram submetidas a esta separação. Contudo, um outro processamento de separação é frequentemente requerido.

[0005] Os separadores em espiral foram usados comercialmente desde o começo até o meio dos anos de 1900. Os separadores em espiral comerciais eram bastante simples, usando espirais substancialmente uniformes, isto é, espirais em que tanto o passo quanto o perfil foram uniformes e não variavam entre as diferentes voltas de uma calha em espiral.

[0006] Contribuições significantes para a eficácia e eficiência dos separadores em espiral foram realizadas por Douglas Charles Wright no começo dos anos de 1980. Uma contribuição substancial foi a invenção de um separador em espiral em que a (ou cada) calha em espiral não era uniforme em todas as voltas sucessivas, mas ao invés disso, tinha um perfil transversal que era diferente em voltas diferentes.

[0007] A Patente US 4324334 descreve um separador em espiral em que o perfil do espiral varia em uma progressão específica ao longo das voltas sucessivas, de uma maneira que foi descoberta melhorar o desempenho de separação se comparado ao uso de uma calha uniforme. Esta patente descreve um separador em espiral em que cada calha helicoidal tem um piso ou fundo de calha que são substancialmente retilíneos na seção transversal radial, e inclinados na seção transversal radial, sendo mais baixos em suas partes mais internas e mais altos em suas partes mais externas. A mudança no perfil da calha, através das voltas diferentes, é descrita por referência para um ângulo transversal variante ‘A’ do fundo do espiral com relação à horizontal. O ângulo transversal variante do fundo do espiral (calha) é descrito como sendo de cerca de 21 graus nas primeiras 3,5 voltas do espiral, depois reduzindo, abaixo destas voltas superiores, a cerca de 15° na quarta volta, e então a cerca de 12° na quinta volta, e então sendo reduzido a cerca de 9° para a sexta e última volta.

[0008] Uma outra, relacionada, a Patente US concedida a Douglas Wright, Patente US 4563279, descreve uma forma de calha em que o fundo de calha inclinado, ou piso, tem uma região reta mais interna e uma região reta mais externa, a região reta mais externa tendo um ângulo transversal uniforme, com relação à horizontal, de cerca de 21 graus, e a região reta mais interna tendo um ângulo transversal variante descrito como sendo de cerca de 21 graus nas primeiras duas voltas completas do espiral, e então reduzindo, abaixo destas voltas superiores, a cerca de 15° na terceira volta, e então a cerca de 12° na quarta volta, e então sendo novamente reduzido a cerca de 9° para a quinta e última volta.

[0009] A diminuição de 21 graus para 9 graus foi evidentemente considerada particularmente importante por Wright, com esta característica sendo citada em sete das dezesseis reivindicações da US 4563279.

[0010] O ângulo transversal variante do fundo de calha foi descrito na US 4324334 e US 4563279, como provendo um efeito de travagem no fluxo do material, e particularmente no fluxo do material próximo ao interior do espiral, resultando em um espalhamento do estrato mais interno da polpa.

[0011] É acreditado que substancialmente todos os concentradores em espiral úmidos de alto desempenho recentemente fabricados e comercialmente vendidos por todo o mundo, pelo menos para a separação dos minerais pesados desejados de minerais indesejados com uma gravidade específica menor, tal como areia de sílica, incorporaram os conceitos ensinados por Wright no começo dos anos de 1980. Também é acreditado que substancialmente todos os concentradores em espiral úmidos de alto desempenho recentemente fabricados e comercialmente vendidos por todo o mundo usaram os espirais de cerca de 5 a 7 voltas, ou no caso de separadores de estágios múltiplos, de cerca de 5 a 7 voltas por estágio.

[0012] A referência à técnica anterior ou outro fundamento neste relatório descritivo não é, e não deve ser interpretada como um reconhecimento ou qualquer forma de sugestão de que a técnica anterior referenciada ou outros fundamentos formam parte do conhecimento geral comum na Austrália ou em qualquer outro país. Sumário

[0013] De acordo com um primeiro aspecto da presente divulgação é provido um separador em espiral para separar o material mais desejado do material menos desejado, o separador em espiral compreendendo:

um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturado; uma calha em espiral; e um arranjo de divisão para transferência de uma faixa de concentrado de material mais desejado;

[0014] em que a calha em espiral é configurada para prover uma região de piso de calha com um declive do piso da calha transversal eficaz que reduz entre 5 e 8 graus em uma volta imediatamente à montante do arranjo de divisão.

[0015] Em uma modalidade pelo menos algumas das voltas imediatamente à montante do arranjo de divisão compreende uma região concentrada do refinador, em que uma faixa de concentrado da pasta fluida é refinada através da migração radialmente para fora do material menos desejado da faixa de concentrado.

[0016] Em uma modalidade, a calha é configurada para prover uma região de piso de calha com um declive do piso da calha transversal eficaz de entre 4 e 8 graus com relação à horizontal em uma volta imediatamente à montante do arranjo de divisão.

[0017] Em uma modalidade, a calha é configurada para prover uma zona de transição de alimentação próxima ao arranjo de alimentação.

[0018] Em uma modalidade, pelo menos parte da zona de transição de alimentação provê uma região de piso com um declive do piso da calha transversal eficaz entre 16 e 20 graus com relação à horizontal.

[0019] Em uma modalidade, a região de piso com um declive do piso da calha transversal eficaz entre 16 e 20 graus com relação à horizontal é provido na 1,5 volta do arranjo de alimentação.

[0020] Em uma modalidade, a zona de transição de alimentação é provida dentro da 1,5 volta do arranjo de alimentação.

[0021] Em uma modalidade a zona de transição de alimentação termina dentro da 1,5 volta do arranjo de alimentação.

[0022] Em uma modalidade, a zona de transição de alimentação provê uma região em que uma forma transversal da calha faz a transição gradualmente, fornecendo um canal de entrada relativamente estreito, adjacente a uma parte radialmente externa da calha, para prover um perfil de piso com comprimento substancialmente total com um declive do piso da calha transversal eficaz entre cerca de 15 e cerca de 20 graus.

[0023] Em uma modalidade, o canal de entrada de alimentação relativamente estreito tem uma parte de piso com a inclinação de calha piso transversal menor do que 12 graus.

[0024] Em uma modalidade, o canal de entrada de alimentação relativamente estreito tem uma parte de piso com inclinação de calha piso transversal menor do que 5 graus.

[0025] Em uma modalidade, a calha é configurada para prover um declive do piso da calha transversal eficaz que reduz em uma taxa média entre 2 e 4 graus por volta por pelo menos uma volta adicional à montante da zona de transição de alimentação.

[0026] Em uma modalidade, a calha é configurada para prover um declive do piso da calha transversal eficaz, o qual reduz em uma taxa média entre 2 e 4 graus por volta por pelo menos duas voltas adicionais à montante da zona de transição de alimentação.

[0027] Uma região em que um declive do piso da calha transversal eficaz que reduz em uma taxa média entre 2 e 4 graus, e que está à montante da zona de transição de alimentação e à montante da região concentrada do refinador pode ser considerada uma zona intermediária.

[0028] Em uma modalidade, o declive do piso da calha transversal eficaz é o declive de uma linha reta que se estende radialmente entre as partes radialmente internas e radialmente externas de uma superfície do piso de calha em que a separação ocorre.

[0029] Em uma modalidade, o declive do piso da calha transversal eficaz é o declive de uma linha reta que se estende radialmente entre as partes radialmente internas e radialmente externas de uma superfície do piso de calha em que a separação ocorre, em que a parte radialmente interna é uma parte onde a superfície do piso encontra uma parede radialmente interna.

[0030] Em uma modalidade, o declive do piso da calha transversal eficaz é o declive de uma linha reta que se estende radialmente entre as partes radialmente internas e radialmente externas de uma superfície do piso de calha em que a separação ocorre, em que a parte radialmente externa da superfície do piso de calha é uma parte onde a superfície do piso encontra uma parede transversal radialmente externa da calha.

[0031] Em uma modalidade, a linha que se estende radialmente entre as partes radialmente internas e radialmente externas de uma superfície do piso de calha em que a separação ocorre é substancialmente coincidente com a superfície real do piso de calha. Em outras modalidades, a superfície real do piso de calha desvia da linha, por exemplo, tendo um perfil curvado, ou um perfil compreendendo dois ou mais segmentos retos que se encontram em um ponto que não está na linha.

[0032] Em uma modalidade, a calha se estende entre cerca de duas voltas e cerca de cinco voltas entre um ponto de alimentação de pasta fluida e um ponto de transferência concentrado.

[0033] Em uma modalidade, a calha se estende entre cerca de 2,5 voltas e cerca de 4,5 voltas entre um ponto de alimentação de pasta fluida e um ponto de transferência concentrado.

[0034] Em uma modalidade, a calha se estende entre cerca de três voltas e cerca de quatro voltas entre um ponto de alimentação de pasta fluida e um ponto de transferência concentrado.

[0035] Em uma modalidade, a calha se estende cerca de 3,5 voltas entre um ponto de alimentação de pasta fluida e um ponto de transferência concentrado.

[0036] Em uma modalidade, a calha está na forma de uma unidade de calha modular, provendo entre cerca de 2,5 voltas e cerca de 4,5 voltas.

[0037] Em uma modalidade, a calha provê uma configuração de ligação à montante e, uma parte mais à montante desta para a ligação a uma parte mais à montante de um separador.

[0038] Em uma modalidade, a configuração de ligação à montante compreende um arranjo de flange.

[0039] Em uma modalidade, a calha provê uma configuração de ligação à montante em uma parte mais à montante desta para ligar a uma parte mais à montante de um separador.

[0040] Em uma modalidade, a configuração de ligação à montante compreende um arranjo de flange.

[0041] Em uma modalidade, a calha provê um passo helicoidal entre 35 e 50cm.

[0042] Em uma modalidade, a calha tem um diâmetro helicoidal entre 50 e 75 cm.

[0043] Em uma modalidade, a calha tem um diâmetro helicoidal entre 60 e 65cm.

[0044] Em uma modalidade, o separador em espiral é um separador em espiral para a separação por gravidade úmida de minerais.

[0045] Em uma modalidade, o separador em espiral é um separador em espiral para a separação por gravidade úmida de minerais pesados da areia de sílica.

[0046] Em uma modalidade, o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de divisão para transferência de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que pelo menos em dois estágios a calha em espiral é configurada como definido acima com relação ao primeiro aspecto.

[0047] Em uma modalidade, pelo menos um segundo estágio é provido substancialmente abaixo de um primeiro estágio.

[0048] Em uma modalidade, o arranjo de alimentação de pelo menos um segundo estágio ou estágio subsequente compreende um aparelho de preparação de pasta fluida.

[0049] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida compreende uma região de mistura para misturar o material de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais à montante com o material de uma corrente menos fluida do fluxo de pasta fluida saindo do estágio mais à montante antes de alimentar a pasta fluida preparada misturada no dito segundo estágio ou estágio subsequente.

[0050] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida compreende uma região de dissipação de energia para reduzir a energia cinética de pelo menos uma quantidade substancial de material de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais à montante, para deste modo reduzir a velocidade à montante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida.

[0051] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida está de acordo com pelo menos um dos aspectos da presente divulgação relacionados a um aparelho de preparação de pasta fluida.

[0052] De acordo com um segundo aspecto da presente divulgação é provido um separador em espiral para separar o material mais desejado do material menos desejado, o separador em espiral compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; e um arranjo de divisão para transferência de uma faixa de concentrado de material mais desejado;

[0053] em que a calha em espiral é configurada para prover um declive do piso da calha transversal eficaz de menos do que 8 graus com relação à horizontal em uma volta imediatamente à montante do arranjo de divisão.

[0054] Em uma modalidade, o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios, cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de divisão para transferência de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que em pelo menos dois estágios, a calha em espiral é configurada como definido acima em relação ao segundo aspecto.

[0055] Em uma modalidade, pelo menos um segundo estágio é provido substancialmente abaixo de um primeiro estágio.

[0056] Em uma modalidade, o arranjo de alimentação de um segundo estágio ou estágio subsequente compreende um arranjo de preparação de pasta fluida.

[0057] Em uma modalidade, o arranjo de preparação de pasta fluida compreende um aparelho de preparação de pasta fluida compreendendo uma região de mistura para misturar o material de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais à montante com o material de uma corrente menos fluida do fluxo de pasta fluida saindo do estágio mais à montante antes de alimentar a pasta fluida preparada misturada no dito segundo estágio ou estágio subsequente. Em uma modalidade, o arranjo da preparação de pasta fluida compreende um aparelho de preparação de pasta fluida de acordo com um aspecto da presente divulgação.

[0058] De acordo com um terceiro aspecto da presente divulgação, é provido um separador em espiral para prover pelo menos a separação parcial de uma primeira espécie e uma segunda espécie, compreendendo: um arranjo de alimentação; uma calha em espiral compreendendo uma região mais à montante e uma região mais à montante; um arranjo de divisão;

[0059] em que o arranjo de alimentação é, no uso, arranjado para alimentar uma pasta fluida de alimentação compreendendo uma mistura da dita primeira espécie e da dita segunda espécie na região mais à montante da calha em espiral em uma região de entrada de alimentação;

[0060] em que a região mais à montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha, e provê um declive do piso da calha transversal eficaz com relação à horizontal, que reduz entre 15 e 20 graus para um ângulo de piso de calha transversal entre 10 graus e 14 graus;

[0061] em que a região mais à montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha tendo um ângulo de piso de calha transversal eficaz que reduz entre 4 graus e 8 graus, com relação à horizontal; e

[0062] em que o arranjo de divisão é provido na ou imediatamente adjacente à região mais à montante, para dividir uma faixa de concentrado das primeiras espécies do resto do fluxo na calha em espiral.

[0063] Em uma modalidade, uma extremidade à montante da região mais à montante é conectada a uma extremidade à montante of a região mais à montante.

[0064] Em uma modalidade, uma extremidade à montante da região mais à montante é contígua com uma extremidade à montante da região mais à montante.

[0065] Em uma modalidade, uma extremidade à montante da região mais à montante é contínua com uma extremidade à montante da região mais à montante.

[0066] Em uma modalidade, na região mais à montante da calha em espiral, pelo menos parte de uma região que tem o dito ângulo de piso de calha transversal eficaz com relação à horizontal, entre 15 e 20 graus é provida em uma posição dentro de 1,5 volta da região de entrada de alimentação.

[0067] Em uma modalidade, na região mais à montante da calha em espiral, a dita redução no ângulo no piso da calha transversal ocorre na taxa de redução entre 2 graus no ângulo e redução de 4 graus no ângulo, durante pelo menos uma volta da região mais à montante da calha em espiral.

[0068] Em uma modalidade, na região mais à montante da calha em espiral, a dita redução no ângulo eficaz no piso da calha transversal ocorre na taxa de entre redução de 2 graus no ângulo e redução de 4 graus no ângulo, em cada uma das pelo menos duas voltas da região mais à montante da calha em espiral.

[0069] Em uma modalidade, o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de divisão para o escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que em pelo menos dois estágios a calha em espiral é configurada como definido acima com relação ao terceiro aspecto.

[0070] Em uma modalidade, pelo menos um segundo estágio é provido substancialmente abaixo de um primeiro estágio.

[0071] Em uma modalidade, o arranjo de alimentação de um segundo estágio ou estágio subsequente compreende um arranjo de preparação de pasta fluida. Em uma modalidade, o arranjo de preparação de pasta fluida compreende um aparelho de preparação de pasta fluida compreendendo uma região de mistura para misturar o material de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais à montante com o material de uma corrente menos fluida do fluxo de pasta fluida saindo do estágio mais à montante antes da alimentação da pasta fluida misturada preparada no dito segundo estágio ou estágio subsequente. Em uma modalidade, o arranjo de preparação de pasta fluida compreende um aparelho de preparação de pasta fluida de acordo com um aspecto da presente divulgação.

[0072] De acordo com um quarto aspecto da presente divulgação é provido um separador em espiral para separar o material mais desejado do material menos desejado, o separador em espiral compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de divisão para o escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e

[0073] em que a calha em espiral é configurada para prover um piso de calha com um declive do piso da calha transversal eficaz que reduz entre uma região à montante deste e uma região à montante deste, e em que a redução no declive do piso da calha transversal eficaz em um volta imediatamente à montante do arranjo de divisão é provida pelo passo de uma região mais radialmente externa da calha em espiral e o passo de uma região mais radialmente interna da calha sendo diferente na dita volta da calha em espiral, e em que a diferença no passo na dita volta é entre 0,08 e 0,18 vez a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

[0074] Em uma modalidade, a diferença no passo na dita volta é entre 0,9 e 0,14 vez a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

[0075] Em uma modalidade, a diferença no passo na dita volta é entre 0,95 e 0,12 vez a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

[0076] Em uma modalidade, a volta imediatamente à montante do arranjo de divisão provê uma região de refino da calha, e a calha provê pelo menos uma volta à montante da região de refino na qual o passo de uma região mais radialmente externa e o passo de uma região mais radialmente interna são diferentes, e em que a diferença no passo na dita volta é menor do que 0,08 vez a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

[0077] Em uma modalidade, a volta imediatamente à montante do arranjo de divisão provê uma região de refino da calha, e a calha provê pelo menos uma volta à montante da região de refino em que o passo de uma região mais radialmente externa e o passo de uma região mais radialmente interna são diferentes, e em que a diferença no passo na dita volta, expressado como um múltiplo da distância radial entre as regiões mais radialmente externas e mais radialmente internas, é menor do que na região de refino.

[0078] Em uma modalidade, o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de divisão para o escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que em pelo menos dois estágios a calha em espiral é configurada como definido acima em relação ao quarto aspecto.

[0079] De acordo com um quinto aspecto da presente divulgação é provido um separador em espiral para separar um material mais desejado de um mineral menos desejado de uma pasta fluida de alimentação contendo os ditos materiais mais desejados e menos desejados, em que o material menos desejado tem uma gravidade específica menor do que aquela do material mais desejado, o separador em espiral compreendendo: um arranjo de alimentação; uma calha em espiral compreendendo uma região mais à montante e uma região mais à montante; um arranjo de divisão;

[0080] em que o arranjo de alimentação é, em uso, arranjado para alimentar uma pasta fluida de alimentação dos materiais mais desejados e menos desejados na região mais à montante da calha em espiral;

[0081] em que a região mais à montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha, e provê um ou mais ângulos transversais eficazes no piso da calha com relação à horizontal, para deste modo prover uma faixa de concentrado preliminar em que alguns dos minerais menos desejados são misturados com um material concentrado mais desejado;

[0082] em que a região mais à montante da calha em espiral tem pelo menos uma região de piso, tendo um ângulo no piso da calha transversal configurada para prover uma região de refino onde um equilíbrio das forças centrífugas e gravitacionais na faixa de concentrado é tal que ambos os materiais mais desejados e menos desejados, se o equilíbrio das forças fosse mantido, migrariam para fora;

[0083] em que o aparelho provê uma parte de refino da região de refino em que pelo menos um pouco do material menos desejado migrou para fora de uma posição radial correspondendo àquela da faixa de concentrado preliminar, e em que nenhuma quantidade substancial do material mais desejado migrou substancialmente para fora devido ao equilíbrio das forças centrifugas e gravitacionais, de modo que uma faixa de concentrado refinada é provida na parte de refino; e

[0084] em que o arranjo de divisão é provido na ou imediatamente à montante da parte de refino para dividir a faixa de concentrado refinada do resto da pasta fluida na calha em espiral.

[0085] Em uma modalidade, o dito ângulo no piso da calha transversal que é configurado para prover a dita região da parte de refino é menor do que um ângulo no piso da calha transversal de uma região radialmente correspondente da parte mais à montante da calha.

[0086] Em uma modalidade, a calha é configurada para prover um ângulo eficaz no piso da calha transversal na parte de refino que é substancialmente menor do que o menor ângulo eficaz no piso da calha transversal na região mais à montante.

[0087] Em uma modalidade, o separador em espiral é para a separação de um mineral particulado mais desejado de um mineral particulado menos desejado.

[0088] Em uma modalidade, o separador em espiral é para a separação de um mineral pesado mais desejado de uma areia de sílica menos desejada.

[0089] Em uma modalidade, a calha é configurada para prover um ângulo eficaz no piso da calha transversal na região de refino que é pelo menos 5 graus menor do que o menor ângulo eficaz no piso da calha transversal na região mais à montante.

[0090] Em uma modalidade, a calha é configurada para prover um ângulo eficaz no piso da calha transversal na região de refino que é pelo menos 5 graus menor do que o ângulo eficaz no piso da calha transversal uma volta à montante da região de refino.

[0091] Em uma modalidade, o arranjo de alimentação é conectado à parte mais à montante da calha em espiral.

[0092] Em uma modalidade, o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de divisão para o escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que em pelo menos dois estágios a calha em espiral é configurada como definido acima com relação ao quinto aspecto.

[0093] Em uma modalidade, pelo menos um segundo estágio é provido substancialmente abaixo um primeiro estágio.

[0094] Em uma modalidade, o arranjo de alimentação de um segundo estágio ou estágio subsequente compreende um aparelho de preparação de pasta fluida.

[0095] De acordo com um sexto aspecto da presente divulgação é provido um método para separar uma primeira espécie de uma segunda espécie de uma pasta fluida de alimentação contendo a dita primeira e segunda espécie, em que a segunda espécie tem uma gravidade específica menor do que aquela da primeira espécie, o método compreendendo:

[0096] alimentar uma pasta fluida de alimentação da primeira e segunda espécies abaixo de uma calha de um separador em espiral, em que um declive do piso da calha transversal eficaz, com relação à horizontal, reduz de maneira relativamente gradual durante pelo menos uma volta mais à montante da calha, e em que o declive do piso da calha transversal eficaz reduz de maneira relativamente rápida durante uma volta mais à montante da calha, e

[0097] prover uma abertura de escoamento na ou adjacente volta da calha à montante.

[0098] Em uma modalidade, o método compreende:

[0099] prover a calha tal que durante o movimento da pasta fluida junto com a dita pelo menos mais uma volta à montante da calha uma proporção maior da dita primeira espécie do que da dita segunda espécie migra para uma região radialmente para dentro da calha para formar uma faixa de concentrado preliminar contendo tanto a primeira quanto a segunda espécie, em que a proporção da primeira espécie para a segunda espécie é substancialmente maior do que na pasta fluida de alimentação; e

[0100] em que a redução relativamente rápida no declive do piso da calha transversal eficaz na dita volta mais à montante resulta em uma migração mais rápida da dita segunda espécie do que da dita primeira espécie, para fora da dita corrente de concentrado preliminar, para deixar uma corrente de concentrado melhorada, em que a proporção da primeira espécie para a segunda espécie é maior do que na corrente de concentrado preliminar, em uma região radialmente para dentro da volta mais à montante.

[0101] Em uma modalidade, o método compreende dividir toda ou parte da faixa de concentrado melhorada do resto da pasta fluida.

[0102] Em uma modalidade, o método compreende segregar toda ou parte da faixa de concentrado melhorada do resto da pasta fluida por intermédio da abertura de escoamento.

[0103] Em uma modalidade, a abertura de escoamento é pelo menos parcialmente definida por um membro divisor.

[0104] Em uma modalidade, o membro divisor é móvel para permitir o ajuste do tamanho da abertura de escoamento.

[0105] Em uma modalidade, em pelo menos um pouco da parte mais à montante, o declive do piso da calha transversal eficaz, com relação à horizontal, é de menos do que 8 graus.

[0106] Em uma modalidade, o método compreende o uso de um separador em espiral de acordo com pelo menos um do primeiro ao quinto aspectos.

[0107] Em uma modalidade, o método compreende o uso de um separador em espiral tendo pelo menos dois estágios de separação.

[0108] Em uma modalidade, o método compreende prover um aparelho de preparação de pasta fluida entre dois estágios sucessivos.

[0109] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida compreende uma região de mistura para misturar o material de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais à montante com o material de uma corrente menos fluida do fluxo de pasta fluida saindo do estágio mais à montante antes de alimentar a pasta fluida preparada misturada no dito segundo estágio ou estágio subsequente. Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida compreende um aparelho de preparação de pasta fluida de acordo com um aspecto da presente divulgação.

[0110] De acordo com um sétimo aspecto da presente divulgação é provido um aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida de uma região de calha em espiral à montante de um separador em espiral, em que a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar e uma região de calha em espiral à montante como uma pasta fluida preparada misturada, o aparelho de preparação de pasta fluida compreendendo: uma região de entrada para a entrada da pasta fluida recebida de uma região de calha à montante; uma região de saída para prover a pasta fluida preparada misturada a uma região de calha em espiral à montante; uma região de dissipação de energia para reduzir a energia cinética de uma quantidade pelo menos substancial de material da corrente mais fluida, para deste modo reduzir a velocidade à montante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes da pasta fluida preparada misturada sair da região de saída; e uma região de mistura para misturar o material da corrente mais fluida com o material da corrente menos fluida.

[0111] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida, em virtude de reduzir a energia cinética do material da corrente mais fluida e misturar o material das correntes mais fluidas e menos fluidas, é adaptado para prover uma pasta fluida preparada a partir da região de saída, em que a dita pasta fluida preparada é substancialmente a mesma em suas características de distribuição de fluido/particulado e a velocidade à montante como uma pasta fluida típica alimentada de uma caixa de alimentação e uma parte à montante de uma calha de um separador em espiral.

[0112] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida, em virtude de reduzir a energia cinética de material da corrente mais fluida e misturar o material das correntes mais fluidas e menos fluidas, é adaptado para prover uma pasta fluida preparada a partir da região de saída, em que a corrente mais fluida e a corrente menos fluida são totalmente misturadas e em que a pasta fluida preparada tem baixa velocidade.

[0113] Em uma modalidade, o aparelho é configurado tal que o progresso da calha abaixo da corrente menos fluida é substancialmente continua e totalmente desimpedida pelo refluxo da água ou polpa à montante, desidratação ou mudanças de direção no piso de calha que podem iniciar o assoreamento.

[0114] Em uma modalidade, o aparelho é configurado tal que o progresso da calha abaixo do material da corrente menos fluida é, pelo menos até a mistura do dito material da corrente menos fluida com o material da corrente mais fluida na região de mistura, desimpedido pelo refluxo de água ou polpa à montante, desidratação dentro do aparelho de preparação de pasta fluida, ou mudanças de direção no piso de calha que pode iniciar o assoreamento.

[0115] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida compreende uma parte de piso da calha para receber e transportar o material da corrente menos fluida, da região de entrada.

[0116] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida compreende uma passagem para a passagem de pelo menos parte da pasta fluida recebida junto com pelo menos parte de uma via entre a região de entrada e a região de saída, em que a passagem provê uma região de piso que tem um declive à montante e em que a dita região de piso da passagem é configurada para prover o aparelho com uma região de queda provendo uma aceleração verticalmente para baixa de pelo menos algum material da corrente mais fluida para facilitar a mistura da corrente mais fluida com a corrente menos fluida na região de mistura.

[0117] Em uma modalidade, a região de piso tem um declive à montante que é diferente do declive à montante da região de calha em espiral à montante.

[0118] Em uma modalidade, a região de piso tem um declive à montante que é diferente do declive à montante da região de calha em espiral à montante em uma posição radial correspondente.

[0119] Em uma modalidade, a região de piso tem um declive à montante que é diferente do declive à montante da região de calha em espiral à montante em uma parte da região de calha em espiral à montante, próxima ao aparelho de preparação de pasta fluida.

[0120] Em uma modalidade, a região de piso compreende uma região de rampa que se estende em um ângulo maior de elevação, em uma direção à montante, então faz uma parte de piso da calha do aparelho de preparação de pasta fluida.

[0121] Em uma modalidade, a região de piso da passagem compreende uma região de rampa para elevar o dito pelo menos algum material da corrente mais fluida com relação ao material da corrente menos fluida.

[0122] Em uma modalidade, a passagem provê uma região de queda pela extremidade da dita região de piso da passagem.

[0123] Em uma modalidade, a região de queda provê uma região em que pelo menos um pouco do material da corrente mais fluida cai em pelo menos um pouco do material da corrente menos fluida.

[0124] Em uma modalidade, a região de queda provê uma região em que uma corrente de material da corrente mais fluida cai em uma corrente de material da corrente menos fluida.

[0125] Em uma modalidade, a região de dissipação de energia é provida antes da ou substancialmente na região de queda.

[0126] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida é configurado para agir no material da corrente mais fluida para reduzir a energia cinética, na região de dissipação de energia, antes do dito material da corrente mais fluida misturar com o material da corrente menos fluida na região de mistura.

[0127] Em uma modalidade, o aparelho de preparação de pasta fluida é configurado para prover a região de dissipação de energia na, ou à montante com relação à região de mistura.

[0128] Em uma modalidade, o aparelho provê uma primeira via entre a região de entrada e a região de mistura, apenas ou principalmente para o material da corrente mais fluida, e uma segunda via entre a região de entrada e a região de mistura, apenas ou principalmente para o material da corrente menos fluida.

[0129] Em uma modalidade, a primeira via é elevada com relação à segunda via.

[0130] Em uma modalidade, a primeira via é provida pelo menos parcialmente por um arranjo de rampa.

[0131] Em uma modalidade, a segunda via é provida por uma parte de piso de calha do aparelho.

[0132] Em uma modalidade, a primeira via é provida pelo menos parcialmente por um compartimento do aparelho que é elevado com relação à segunda via.

[0133] Em uma modalidade, a região de dissipação de energia compreende pelo menos um elemento de impedimento para impedir o fluxo à montante de pelo menos uma quantidade substancial de material da corrente mais fluida.

[0134] Em uma modalidade, pelo menos um elemento de impedimento compreende uma parte de defletor.

[0135] Em uma modalidade, pelo menos uma parte de defletor é provida na ou substancialmente acima de uma região de queda do aparelho que, em use, provê uma aceleração verticalmente para baixo de pelo menos algum material da corrente mais fluida para facilitar a mistura.

[0136] Em uma modalidade, o material da corrente mais fluida cai no material da corrente menos fluida na dita região de queda.

[0137] Em uma modalidade, pelo menos uma parte de defletor compreende uma parte de barreira tendo um limite superior e um limite inferior.

[0138] Em uma modalidade, pelo menos uma parte de defletor compreende uma parte de barreira tendo um limite inferior que é substancialmente livre.

[0139] Em uma modalidade, pelo menos uma parte de defletor compreende uma parte de barreira tendo um limite inferior que é substancialmente livre e abaixo do que o material pode fluir.

[0140] Em uma modalidade, pelo menos uma parte de defletor compreende uma parte de barreira tendo um limite superior através do qual a parte de barreira é suportada.

[0141] Em uma modalidade, pelo menos uma parte de defletor compreende pelo menos parte de uma parede à montante do aparelho.

[0142] Em uma modalidade, pelo menos um elemento de impedimento compreende pelo menos parte de uma parede à montante do aparelho.

[0143] Em uma modalidade, pelo menos um elemento de impedimento compreende uma parede da dita passagem.

[0144] Em uma modalidade, a região de dissipação de energia compreende uma região de passagem tortuosa ou de serpentina.

[0145] Em uma modalidade, a região de dissipação de energia é provida à montante da região de mistura.

[0146] Em uma modalidade, o aparelho é configurado de modo que a região de dissipação de energia, em uso, age no material da corrente mais fluida depois que este é misturado com o material da corrente menos fluida.

[0147] Em uma modalidade, a região de mistura compreende uma região de canais convergentes.

[0148] Em uma modalidade, a região de mistura compreende uma região de canais convergentes em que uma parede radialmente externa da região de canal guia o material da corrente mais fluida mais interna para a corrente mais fluida.

[0149] Em uma modalidade, a região de canais convergentes guia o material da corrente mais fluida e material da corrente mais fluida em um conduite descendente.

[0150] Em uma modalidade, pelo menos um dos canais convergentes e conduites descendentes provêm uma região de queda que, em uso, provê uma aceleração verticalmente para baixo de pelo menos um pouco do material da corrente mais fluida, para facilitar a mistura.

[0151] Em uma modalidade, a região de queda também pode prover uma aceleração verticalmente para baixo de material da corrente menos fluida.

[0152] Em uma modalidade, a região de dissipação de energia compreende uma caixa de dissipação de energia.

[0153] Em uma modalidade, a caixa de dissipação de energia compreende uma porção de parede radialmente externa, uma porção de parede radialmente interna, uma porção de parede superior provendo pelo menos parte de uma parte de cobertura da caixa de dissipação de energia.

[0154] Em uma modalidade, a caixa de dissipação de energia compreende pelo menos um elemento de impedimento.

[0155] Em uma modalidade, a região de mistura é provida dentro da caixa de dissipação de energia.

[0156] De acordo com um oitavo aspecto da presente divulgação é provido um aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida de uma região de calha em espiral à montante de um separador em espiral, em que a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar a uma região de calha em espiral à montante como uma pasta fluida preparada misturada, o aparelho de preparação de pasta fluida compreendendo: uma região de entrada para a entrada de pasta fluida recebida de uma região de calha à montante; uma região de saída para prover a pasta fluida preparada misturada a uma região de calha em espiral à montante; uma passagem para a passagem de pelo menos parte da pasta fluida recebida junto com pelo menos parte de um via entre a região de entrada e a região de saída, em que a passagem provê uma região de piso que tem um declive à montante, e em que a dita região de piso da passagem é configurada para prover o aparelho com uma região de queda provendo uma aceleração verticalmente para baixo de pelo menos um pouco do material da corrente mais fluida para facilitar a mistura da corrente mais fluida com a corrente menos fluida entre a dita região de entrada e a dita região de saída; e

[0157] pelo menos um elemento de impedimento para impedir o fluxo à montante de pelo menos um pouco do material da corrente mais fluida, para deste modo reduzir a velocidade à montante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes da pasta fluida preparada misturada sair da região de saída.

[0158] Em uma modalidade, a região de piso tem um declive à montante que é diferente do declive à montante da região de calha em espiral à montante.

[0159] Em uma modalidade, a região de piso tem um declive à montante que é diferente de um declive à montante da região de calha em espiral à montante em uma, ou qualquer, posição radial na região de calha em espiral à montante que corresponde à posição radial da região de piso.

[0160] Em uma modalidade, a região de piso tem um declive à montante que é diferente para o declive à montante da região de calha em espiral à montante em uma parte da região de calha em espiral à montante, próxima ao aparelho de preparação de pasta fluida.

[0161] Em uma modalidade, a região de piso da passagem compreende uma região de rampa para elevar o dito pelo menos um pouco do material da corrente mais fluida com relação ao material da corrente menos fluida.

[0162] Em uma modalidade, o aparelho provê uma região de piso de calha para a passagem de pelo menos um pouco do material da corrente menos fluida junto com pelo menos parte de uma via entre a região de entrada e a região de saída.

[0163] De acordo com um nono aspecto da presente divulgação é provido um aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida de uma região de calha em espiral à montante de um separador em espiral, em que a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar a uma região de calha em espiral à montante como uma pasta fluida preparada misturada, o aparelho de preparação de pasta fluida compreendendo:

uma região de entrada para a entrada de pasta fluida recebida de uma região de calha à montante; uma região de saída para prover a pasta fluida preparada misturada a uma região de calha em espiral à montante; uma caixa de dissipação de energia compreendendo uma porção de parede radialmente externa, uma porção de parede radialmente interna, uma porção de parede superior provendo pelo menos parte de uma parte de cobertura da caixa de dissipação de energia e pelo menos um elemento de impedimento para impedir o fluxo à montante de pelo menos uma quantidade substancial de material da corrente mais fluida, para reduzir a energia cinética deste e para deste modo reduzir a velocidade à montante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes da pasta fluida preparada misturada sair da região de saída; e uma região de mistura para misturar o material da corrente mais fluida com o material da corrente menos fluida.

[0164] Em uma modalidade, a região de mistura é provida dentro da caixa de dissipação de energia.

[0165] Em uma modalidade, pelo menos um elemento de impedimento compreende uma parte de defletor.

[0166] Em uma modalidade, a caixa de dissipação de energia compreende pelo menos uma porção de parede à montante estendendo pelo menos parte da via entre a porção de parede radialmente externa e a porção de parede radialmente interna.

[0167] Em uma modalidade, a porção de parede à montante provê uma abertura nesta para deixar a pasta fluida preparada misturada sair da caixa de dissipação de energia.

[0168] Em uma modalidade, a abertura é provida em uma das caixas de dissipação de energia que está localizada em uma parte radialmente externa, com relação a um eixo da calha em espiral à montante.

[0169] Em uma modalidade, pelo menos uma parte de defletor é provida por pelo menos parte da porção de parede à montante.

[0170] Em uma modalidade, a região de entrada é configurada para ser conectada a uma região de extremidade à montante da calha em espiral à montante.

[0171] Em uma modalidade, a região de entrada compreende uma região de piso correspondendo geralmente na forma a uma região de piso de uma calha de um separador em espiral.

[0172] Em uma modalidade, a região de entrada compreende uma região de piso correspondendo geralmente na forma a uma região de piso de uma região de extremidade à montante da calha em espiral à montante.

[0173] De acordo com um décimo aspecto da presente descrição é provido um aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida a partir de uma região de calha em espiral a montante de um separador em espiral, no qual a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar em uma região de calha em espiral a jusante como uma pasta fluida mista preparada, o aparelho de preparação de pasta fluida compreendendo: uma região de entrada para o ingresso de pasta fluida recebida a partir de uma região de calha a montante; uma região de saída para prover pasta fluida mista preparada para uma região de calha em espiral a jusante; uma região de dissipação de energia para reduzir a energia cinética de pelo menos uma quantidade substancial de material da corrente mais fluida, para deste modo reduzir a velocidade a jusante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes que a pasta fluida mista preparada saia da região de saída; uma região de mistura para misturar material da corrente mais fluida com material da corrente menos fluida; e

[0174] em que o aparelho é configurado tal que o progresso calha abaixo da corrente menos fluida é contínua substancialmente desimpedida do começo ao fim pelo refluxo de água ou polpa a montante, remoção de água ou mudanças de direção no piso da calha que pode iniciar assoreamento.

[0175] De acordo com um décimo primeiro aspecto da presente descrição é provido um aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida a partir de uma região de calha em espiral a montante de um separador em espiral, no qual a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar em uma região de calha em espiral a jusante como uma pasta fluida mista preparada, o aparelho de preparação de pasta fluida compreendendo: uma região de entrada para o ingresso de pasta fluida recebida a partir de uma região de calha a montante; uma região de saída para prover pasta fluida mista preparada para uma região de calha em espiral a jusante; uma região de dissipação de energia para reduzir a energia cinética de pelo menos uma quantidade substancial de material da corrente mais fluida, para deste modo reduzir a velocidade a jusante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes que a pasta fluida mista preparada saia da região de saída; uma região de mistura para misturar material da corrente mais fluida com material da corrente menos fluida; e

[0176] em que o aparelho é configurado tal que o progresso calha abaixo do material da corrente menos fluida é, pelo menos até a mistura do dito material da corrente menos fluida com material da corrente mais fluida na região de mistura, desimpedido pelo refluxo de água ou polpa a montante, remoção de água dentro do aparelho de preparação de pasta fluida ou mudanças de direção no piso da calha o que pode iniciar assoreamento.

[0177] De acordo com um décimo segundo aspecto da presente descrição é provida uma calha em espiral para o uso em um separador em espiral de acordo com qualquer um ou mais do primeiro ao quinto aspectos.

[0178] De acordo com um décimo terceiro aspecto da presente descrição é provida uma calha em espiral para o uso em um separador em espiral, a calha em espiral compreendendo uma região a montante e uma região a jusante, em que a calha em espiral é configurada para prover uma região de piso de calha com um declive transversal do piso da calha eficaz que reduz entre 5 e 8 graus em uma volta na dita região a jusante.

[0179] Em uma modalidade a região a montante é adaptada, no uso, para receber uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados a partir de um arranjo de alimentação do dito separador em espiral.

[0180] O arranjo de alimentação pode compreender uma caixa de alimentação de um separador em espiral. Em uma alternativa o arranjo de alimentação pode compreender um arranjo entre dois estágios de um separador em espiral que alimenta pasta fluida para um estágio a jusante.

[0181] Em uma modalidade a região a montante compreende uma região final a montante da calha.

[0182] Em uma modalidade a região a jusante é adaptada para receber ou compreender um arranjo de separação do dito separador em espiral e prover a dita região de piso de calha tal que o declive transversal do piso da calha eficaz reduz entre 5 e 8 graus em uma volta imediatamente a montante do arranjo de separação.

[0183] Em uma modalidade a região a jusante compreende uma região final a jusante da calha.

[0184] Será avaliado que uma calha em espiral de acordo com o décimo terceiro aspecto pode ser para o uso em um separador em espiral de acordo com o primeiro aspecto.

[0185] De acordo com um décimo quarto aspecto da presente descrição é provida uma calha em espiral para o uso em um separador em espiral, a calha em espiral compreendendo uma região a montante e uma região a jusante, em que a calha em espiral é configurada para prover um declive transversal do piso da calha eficaz de menos do que 8 graus na horizontal em uma volta na dita região a jusante.

[0186] Em uma modalidade a região a montante é adaptada, no uso, para receber uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados a partir de um arranjo de alimentação do dito separador em espiral.

[0187] Em uma modalidade a região a montante compreende uma região final a montante da calha.

[0188] Em uma modalidade a região a jusante é adaptada para receber ou compreender um arranjo de separação do dito separador em espiral e para prover o dito declive transversal do piso da calha eficaz de menos do que 8 graus na horizontal em uma volta imediatamente a montante do arranjo de separação.

[0189] Em uma modalidade a região a jusante compreende uma região final a jusante da calha.

[0190] Será avaliado que uma calha em espiral de acordo com o décimo quarto aspecto pode ser para o uso em um separador em espiral de acordo com o segundo aspecto.

[0191] De acordo com um décimo quinto aspecto da presente descrição é provida uma calha em espiral para o uso em um separador em espiral para prover separação pelo menos parcial de uma primeira espécie e uma segunda espécie, a calha em espiral compreendendo: uma região mais a montante, a região mais a montante compreendendo uma região de alimentação de pasta fluida adaptada, no uso, para receber uma pasta fluida alimentada compreendendo uma mistura da dita primeira espécie e da dita segunda espécie a partir de um arranjo de alimentação do dito separador em espiral; uma região mais a jusante, adaptada para ser provida no dito separador em espiral com um arranjo de separação provido na ou imediatamente adjacente à região mais a jusante, para separar uma faixa concentrada da primeira espécie do resto do fluxo na calha em espiral;

[0192] em que a região mais a montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha e provê um declive transversal do piso da calha eficaz em relação à horizontal, o que reduz dentre 15 e 20 graus para um ângulo transversal do piso da calha dentre 10 graus e 14 graus; e

[0193] em que a região mais a jusante da calha em espiral tem uma região de piso de calha tendo um ângulo transversal do piso da calha eficaz que reduz entre 4 graus e 8 graus, em relação à horizontal.

[0194] Será avaliado que uma calha em espiral de acordo com o décimo quinto aspecto pode ser para o uso em um separador em espiral de acordo com o terceiro aspecto.

[0195] De acordo com um décimo sexto aspecto da presente descrição é provida uma calha em espiral para o uso em um separador em espiral em que a calha em espiral é configurada para prover um piso de calha com um declive transversal do piso da calha eficaz que reduz entre uma região a montante da mesma e uma região a jusante da mesma e em que a redução no declive transversal do piso da calha eficaz em uma volta em uma região a jusante da calha em espiral é provida pelo passo de uma região mais radialmente externa da calha em espiral e o passo de uma região mais radialmente interna da calha sendo diferente sobre a dita volta da calha em espiral e em que a diferença no passo sobre a dita volta está entre 0,08 e 0,18 vezes a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

[0196] Em uma modalidade a região a jusante é adaptada para receber ou compreender um arranjo de separação do dito separador em espiral e para prover a dita volta da calha em espiral em uma volta imediatamente a montante do arranjo de separação.

[0197] Em uma modalidade a região a jusante compreende uma região final a jusante da calha.

[0198] Será avaliado que uma calha em espiral de acordo com o décimo sexto aspecto pode ser para o uso em um separador em espiral de acordo com o quarto aspecto.

[0199] De acordo com um décimo sétimo aspecto da presente descrição é provida uma calha em espiral para o uso em um separador em espiral para separar um material mais desejado a partir de um mineral menos desejado de uma pasta fluida alimentada contendo os ditos materiais mais desejado e menos desejado, em que o material menos desejado tem uma massa específica menor do que aquela do material mais desejado e em que a calha em espiral compreende: uma região mais a montante adaptada, no uso, para receber a pasta fluida a partir de um arranjo de alimentação do dito separador em espiral; uma região mais a jusante;

[0200] em que o arranjo de alimentação é, no uso, arranjado para alimentar uma pasta fluida alimentada dos materiais mais desejado e menos desejado dentro da região mais a montante da calha em espiral;

[0201] em que a região mais a montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha e provê uma ou mais ângulos transversais do piso da calha eficazes em relação à horizontal, para deste modo prover uma faixa concentrada preliminar na qual um pouco do mineral menos desejado é misturado com material mais desejado concentrado;

[0202] em que a região mais a jusante da calha em espiral tem pelo menos uma região de piso, tendo um ângulo transversal do piso da calha configurado para prover uma região refinadora onde um equilíbrio de forças centrífugas e gravitacionais sobre a faixa concentrada preliminar é tal que tanto o material mais desejado quanto o menos desejado, se o equilíbrio de forças fosse mantido, migrariam para fora;

[0203] em que a calha em espiral provê uma parte de refinamento da região refinadora na qual, no uso, pelo menos um pouco do material menos desejado migrou para fora a partir de uma posição radial correspondendo àquela da faixa concentrada preliminar e na qual nenhuma quantidade substancial do material mais desejado migrou substancialmente para fora devido ao equilíbrio de forças centrífugas e gravitacionais, de modo que uma faixa concentrada refinada seja provida na parte de refinamento.

[0204] Em uma modalidade a região mais a jusante é adaptada para receber ou compreender um arranjo de separação do dito separador em espiral e para prover a dita parte de refinamento imediatamente a montante do arranjo de separação.

[0205] Em uma modalidade a parte de refinamento é provida substancialmente em uma parte final a jusante da dita calha.

[0206] Será avaliado que uma calha em espiral de acordo com o décimo sétimo aspecto pode ser para o uso em um separador em espiral de acordo com o quinto aspecto.

[0207] Será avaliado que traços ou características de qualquer um dos aspectos ou modalidades acima dos mesmos podem ser incorporados em quaisquer dos outros aspectos. Adicionalmente, traços e características descritas em relação a qualquer modalidade de um dado aspecto particular pode ser considerado ser descritos como sendo independentemente aplicáveis aos outros aspectos sem requerer importação de outras limitações do dito dado aspecto particular. Breve descrição dos desenhos

[0208] Modalidades serão descritas abaixo, em detalhes, com referência aos desenhos anexos. O propósito primário desta descrição detalhada é instruir as pessoas tendo um interesse na matéria objeto da invenção como realizar a invenção dentro de efeito prático. Entretanto, deve ser claramente entendido que a natureza específica desta descrição detalhada não sobrepõe a generalidade da descrição ampla precedente. Nos desenhos diagramáticos anexos:

[0209] A Figure 1(a) é uma vista em elevação lateral esquemática de uma modalidade de um separador em espiral de acordo com a presente descrição, sendo um separador de três partidas com três espirais;

[0210] A Figura 1(b) é uma elevação lateral esquemática do separador em espiral da Figura 1A, mas mostrando apenas uma das três espirais;

[0211] As Figuras 2 a 6 são vistas de seção transversal radial esquemáticas, em larga escala, de partes da espiral mostrada na Figura 1(a);

[0212] A Figura 7 é uma elevação lateral esquemática de uma calha em espiral modular usada na modalidade das Figuras 1(a) e 1(b);

[0213] A Figura 8 é uma vista em perspectiva esquemática de uma primeira modalidade de um aparelho de preparação de pasta fluida de acordo com a presente descrição;

[0214] A Figura 9 é uma vista em perspectiva esquemática de uma parte de tampa da modalidade da Figura 8;

[0215] A Figura 10 é uma vista plana de topo da modalidade da Figura 8, no uso, com a tampa omitida de modo que detalhe interno seja visível;

[0216] A Figura 11 é uma vista em perspectiva da modalidade da Figura 8, no uso, com a tampa omitida de modo que detalhe interno seja visível;

[0217] A Figura 12 é uma vista em perspectiva adicional da modalidade da Figura

8, com a tampa omitida;

[0218] A Figura 13 é uma vista de seção transversal em B-B da Figura 12;

[0219] A Figura 14 é uma vista em perspectiva adicional da modalidade da Figura 8, com a tampa omitida;

[0220] A Figura 15 é uma vista de seção transversal em XV-XV da Figura 14;

[0221] As Figuras 16 a 19 ilustram uma segunda modalidade de um aparelho de preparação de pasta fluida, com a Figura 19 sendo uma vista de seção transversal em A-A da Figura 18;

[0222] As Figuras 20 a 22 ilustram uma terceira modalidade de um aparelho de preparação de pasta fluida, com a Figura 22 sendo uma vista de seção transversal em C-C da Figura 21;

[0223] A Figura 23 ilustra o uso da modalidade das Figuras 20 a 22 em um separador em espiral de partida múltipla; e

[0224] As Figuras 24 a 26 são curvas de desempenho de separação comparativas comparando a separação incluindo o ensinamento da presente descrição com outras abordagens. Descrição detalhada das modalidades

[0225] Com referência aos desenhos anexos, uma modalidade de um separador em espiral, geralmente designado pelo numeral de referência 1, será agora descrito. O separador em espiral 1 é uma modalidade para o uso na separação por gravidade úmida do material desejado (ou mais desejado) de densidade mais alta, que em uma modalidade particular é um mineral pesado, de um material indesejado (ou menos desejado) com uma massa específica mais baixa, por exemplo areia silicosa.

[0226] O separador em espiral 1, como ilustrado na Figura 1(a), compreende uma coluna central vertical 3 sustentando três espirais 5, 5A e 5B.

[0227] A Figura 1(b) mostra por uma questão de clareza, apenas uma primeira das três espirais, designada pelo numeral de referência 5. A segunda e terceira espirais 5A e 5B, mostradas na Figura 1, são substancialmente idênticas à espiral 5. Como será avaliado por aqueles versados no campo de separadores em espiral para separação por gravidade úmida, o separador em espiral 1, tendo três espirais, pode ser considerado como um separador de “três partidas”.

[0228] Na modalidade ilustrada na Figura 1(a), a segunda e terceira espirais 5A, 5B são arranjadas de modo que cada uma da respectiva volta de cada uma da segunda e terceira espirais está substancialmente abaixo da volta correspondente da primeira espiral 5. Como as três espirais do separador 1 são substancialmente idênticas, por simplicidade e clareza apenas a primeira espiral 5 será descrita em detalhes e deve ser avaliado que onde apenas uma espiral é explicitamente descrita ou ilustrada, as outras espirais correspondem. Entretanto, também deve ser avaliado que a presente descrição não é limitada a um separador em espiral tendo três espirais, mas também é aplicável aos separadores em espiral tendo uma espiral única, duas espirais ou quatro ou mais espirais, que é, geralmente, para separadores em espiral de partida única e de partida múltipla.

[0229] Um arranjo convencional (não mostrado), por exemplo incluindo uma bomba energizada, é provido para admitir uma pasta fluida ou polpa a cada espiral via uma caixa de alimentação, por exemplo caixa de alimentação 7, em uma taxa predeterminada, no ou adjacente ao topo da espiral. A caixa de alimentação 7 pode ser um tipo convencional de caixa de alimentação tendo defletores fixos (não mostrados) instalados internamente para reduzir e “imobilizar” a alimentação permitindo a entrada em baixa velocidade da pasta fluida ou polpa na primeira volta da espiral correspondente. Os termos, pasta fluida e polpa, como aqui usado, devem ser considerados como sendo intercambiavelmente usados. Similarmente os termos hélice e espiral devem ser considerados como sendo intercambiavelmente usados, a menos que o contexto imponha de outro modo.

[0230] Um arranjo de separação 9, que pode ser um arranjo de separação convencional, é provido no fundo de cada espiral 5, 5A, 5B para a separação da corrente de pasta fluida descendente em frações (por exemplo correspondendo às correntes ou faixas radialmente distribuídas) e recuperação de certas frações desejadas. Na modalidade ilustrada o arranjo de separação 9 compreende divisores (não mostrados) e canais de escoamento 9A, 9B, 9C providos para separar e escoar o fluxo de pasta fluida descendente em uma fração de concentrados, uma fração de médios e uma fração de caudas, respectivamente.

[0231] O separador em espiral 1 pode ser considerado como um separador de dois estágios, compreendendo um primeiro estágio 30 e um segundo estágio 50.

[0232] O primeiro estágio 30 compreende uma primeira parte de calha helicoidal de cada espiral, por exemplo uma primeira calha helicoidal 100 da primeira espiral 5. A primeira calha helicoidal 100 tem 3,5 voltas a partir de um ponto de alimentação de polpa 32, onde polpa é alimentada sobre a primeira calha helicoidal 100 pela caixa de alimentação 7 a um ponto de escoamento de concentrado 34 provido na ou adjacente à extremidade à jusante da primeira calha helicoidal 100, isto é, substancialmente no final do primeiro estágio 30.

[0233] Diretamente a jusante do primeiro estágio 30 é provida uma região de mistura 40 para remisturar componentes da pasta fluida que sai do primeiro estágio 30, outros que não uma corrente de concentrados que é removida no ponto de escoamento 34. O segundo estágio 50 está diretamente a jusante da região de mistura 40 e compreende uma segunda calha helicoidal 100A que tem 3,5 voltas a partir de um ponto de alimentação de polpa 52, onde a polpa sai da região de mistura 40 e é alimentada na segunda calha helicoidal 100A, para um ponto de escoamento 54 no arranjo de separação 9. A primeira e segunda calhas helicoidais 100, 100A da primeira espiral 5 podem ser substancialmente idênticas, cada uma provendo um formato de calha substancialmente similar e variação de ângulo de piso sobre as voltas correspondentes, como será descrito no devido curso. Se desejado, estágios similares adicionais podem ser providos, com cada estágio sendo separado por uma região de mistura. A região de mistura 40, na modalidade ilustrada, provê um aparelho de preparação de pasta fluida, por exemplo aparelho de preparação de pasta fluida 800, que será descrito no devido curso com referência às Figuras 8 a 15, para preparar a pasta fluida para a entrada no segundo estágio 50. Na modalidade descrita o aparelho de preparação de pasta fluida inclui um escoamento concentrado, no ponto de escoamento 34, mas será avaliado que o escoamento concentrado no ponto de escoamento 34 pode, em uma variação, ser provido na ou como parte da calha 100.

[0234] O formato da primeira calha 100 será agora descrito em mais detalhes,

tendo-se em mente que o formato da segunda calha 100A é substancialmente similar na modalidade ilustrada.

[0235] As Figuras 2, 3, 4, 5 e 6 são de certo modo vistas de seção transversal radial esquemáticas nas partes da calha 100 progressivamente mais baixas ou mais a jusante, ilustrando a variação do perfil da primeira calha 100, no separador em espiral 1 da Figura 1, nas partes sucessivamente a jusante da primeira calha 100. A modalidade particular ilustrada pelas Figuras 2 a 6 é provida apenas por via de exemplo e outras modalidades e variações são de curso possível.

[0236] Deve ser avaliado que referência a uma seção transversal radial em um dado ponto é intencionado significar uma seção transversal em um plano que inclui este ponto, que se estende em uma direção radial da calha e que é paralela a e intersecta o eixo de hélice (que também é, nesta modalidade, o eixo da coluna central 3). Referência ao declive transversal do piso da calha ou ângulo transversal do piso da calha é intencionado significar o declive ou ângulo do piso da calha quando visualizado na seção transversal radial.

[0237] A Figura 2 ilustra o formato ou perfil da seção transversal radial, da primeira calha 100, em uma parte mais elevada ou mais a montante, isto é, no ou adjacente ao ponto de alimentação de pasta fluida 32. Esta posição é marcada como Volta 0 na Figura 1(b), indicando que esta posição corresponde aproximadamente à volta zero depois do ponto de alimentação. Nesta parte da calha 100 tem um perfil de piso provendo um canal de entrada de alimentação relativamente estreito 120 permitindo que a alimentação entre na calha 100, a partir da caixa de alimentação 7, em uma parte radialmente externa da calha 100. O canal de entrada de alimentação 120 tem uma parte de piso 122 que é substancialmente horizontal na seção transversal radial. O canal de entrada de alimentação 120 está ligado no lado radialmente externo do canal 120 por uma parede externa vertical 125 da calha 100 e ligada no lado radialmente interno do canal 120 por uma parte de perfil elevado 127 da calha 100.

[0238] Na modalidade ilustrada o perfil de calha muda com as sucessivas voltas da calha 100, como ilustrado pelas Figuras 2 a 6 quando consideradas juntas.

[0239] Como pode ser observado pela comparação das Figuras 2 e 3, a parte de perfil elevado 127 é rapidamente achatada, na primeira meia volta.

[0240] Na modalidade ilustrada, a partir da Volta 0,5para baixo, a calha 100 provê um piso de calha 130, com um perfil que é substancialmente reto e que se estende através da maior parte do raio da calha 100, como pode ser observado no geral a partir das Figuras 3 a 6.

[0241] O piso de calha 130 é provido entre e ligado pela parede externa vertical 125 da calha 100 no lado radialmente externo do piso de calha 130 e parte da parede interna vertical 132 da calha 100 no lado radialmente interno da seção do piso de calha 130.

[0242] Na modalidade ilustrada a parte da parede interna vertical 132 da calha 100, provê uma barreira entre o piso de calha 130 e uma canaleta de concentrado radialmente interna 134, que pode ser usada (particularmente no segundo ou estágios subsequentes do separador em espiral) para transportar concentrado que foi separado do resto da pasta fluida, em quarentena longe da pasta fluida que é ainda submetida ao processo de separação na espiral.

[0243] O piso de calha 130, na modalidade ilustrada, pode ser considerado como a região que é substancialmente reta no perfil e o perfil da qual se estende para fora e para cima a partir de uma parte radialmente interna 136, onde a parte de parede interna 132 se transforma no piso de calha 130, para uma parte radialmente externa 138, onde o piso de calha 130 se transforma na parede externa vertical 125. Entretanto, deve ser avaliado que o piso de calha 130 não é requirido ser reto no perfil em todas as modalidades.

[0244] O piso de calha 130 pode ser considerado como uma superfície de trabalho da calha 100 sobre a qual a separação ocorre e sobre a qual os componentes da pasta fluida são de modo desejável radialmente móveis para permitir a separação de materiais diferentes.

[0245] A variação no perfil da calha e em particular a mudança no ângulo transversal da calha do piso de calha, em relação à horizontal, em voltas sucessivas será agora descrita em relação à modalidade ilustrada. Os ângulos diferentes do piso de calha são indicados pelos ângulos marcados nas Figuras 3 a 6. Deve ser avaliado que os valores numéricos providos nas Figuras para os ângulos de piso de calha e as posições indicadas pelo número de voltas de hélice a partir do ponto de alimentação 32, são para uma modalidade particular e apenas por via de exemplo.

[0246] Como ilustrado na Figura 3, na Volta 0,5do piso de calha 130 pode ter um declive transversal do ângulo do piso da calha de cerca de 18 graus (ou, mais amplamente falando, dentre cerca de 15 e cerca de 20 graus). A transição a partir do perfil mostrado na Figura 2 até o perfil mostrado na Figura 3 pode ser considerado como uma zona de transição de alimentação, designada 140 na Figura 1(b), dentro da qual a pasta fluida aumenta em velocidade em uma maneira constante e controlada.

[0247] Nesta zona de transição de alimentação, o formato da seção transversal da calha se transforma gradualmente de prover canal de entrada de alimentação relativamente estreito 120, adjacente à parede externa 125 da calha 100, tendo uma parte de piso 122 com declive transversal do piso da calha substancialmente zero (na Volta 0, como ilustrado na Figura 2) para prover um perfil de piso de largura substancialmente total (na Volta 0,5, ilustrada na Fig. 3) com um declive de calha transversal dentre cerca de 15 e cerca de 20 graus.

[0248] O aumento na velocidade da pasta fluida será naturalmente um pouco dependente do declive do piso de calha 130 na direção descendente da calha, além do declive na direção de calha transversal, que é representada pelo declive de perfil ou seção transversal, como ilustrado nas Figuras 2 a 6. Como será entendido por aqueles familiarizados com separadores em espiral para separação por gravidade úmida, o declive na direção descendente da calha varia através da largura da calha, como a parte radialmente externa de uma calha helicoidal, sendo adicionalmente a partir do eixo da hélice, descreve um caminho muito mais longo em cada uma das voltas do que a parte mais para dentro da calha helicoidal, enquanto passa aproximadamente pela mesma descendente vertical. O declive calha abaixo em qualquer ponto radial dado (ignorando o declive transversal da calha) é amplamente falando determinado pelo passo da calha em espiral. A modalidade descrita tem passo substancialmente similar àquele usado nos separadores em espiral conhecidos e amplamente usados, utilizando um passo de 42 cm. Nas variações, o passo pode ser diferente, por exemplo na faixa de 35 a 50 cm para espirais de 60 a 65 cm de diâmetro, embora seja avaliado que taxas modificadas de mudança de perfil transversal de piso de calha, comparadas com os exemplos providos, poderão ser necessárias ou desejáveis em tais variações. A modalidade descrita tem largura de espiral substancialmente similar àquela usada em separadores em espiral conhecidos e amplamente usados, por exemplo uma distância máxima do eixo da espiral de cerca de 32,5 cm.

[0249] Em modalidades alternativas, a zona de transição de alimentação pode estar entre cerca de um quarto de volta e cerca de 1,5 volta e a transição no perfil de calha nesta zona pode ser para um perfil que provê um ângulo transversal do piso da calha dentre cerca de 15 e cerca de 20 graus. Um ângulo transversal do piso da calha dentro desta faixa pode ser considerado como um ângulo transversal relativamente raso do piso da calha para uma tal parte inicial (ou a montante) de um separador em espiral para a separação úmida de mineral pesado da areia silicosa.

[0250] Como ilustrado pela Figura 4, na modalidade ilustrada o ângulo transversal do piso da calha é reduzido em 3 graus de cerca de 18 graus para cerca de 15 graus entre a volta 0,5 e a volta 1,5. Mais no geral, o perfil da calha se transforma, imediatamente ou logo depois da zona de transição de alimentação 140, para prover o piso de calha 130 com um ângulo transversal do piso da calha que é reduzido em cerca de 2 a 4 graus em torno de uma volta, para prover um ângulo transversal do piso da calha de cerca de 14 a 16 graus.

[0251] Como ilustrado pela Figura 5, na modalidade ilustrada o ângulo transversal do piso da calha é reduzido em 3 graus a partir de cerca de 15 graus a cerca de 12 graus entre a volta 1,5 e a volta 2,5. Mais no geral, o perfil de calha pode continuar a transicionar, a jusante da zona de transição de alimentação, para prover o piso de calha 130 com um ângulo de calha de peso transversal que é reduzido em cerca de 2 a 4 graus em torno de uma volta, para prover um ângulo transversal do piso da calha de cerca de ou em torno de 10 a 14 graus.

[0252] Estes valores descritos nos dois parágrafos acima podem ser considerados representar uma redução gradual do declive da calha transversal, para esta parte da espiral, comparada com a maior parte ou todos os separadores em espiral comercialmente usados, pelo menos para separação por gravidade úmida de minerais pesados da areia silicosa. A região acima da qual esta redução gradual no declive da calha transversal é provida, a jusante da zona de transição de alimentação, mas não se estendendo town em relação ao ponto de escoamento de concentrado 34, pode ser considerada como uma região intermediária da calha, esquematicamente designada pelo numeral de referência 150 na Figura 1(b). Na modalidade ilustrada esta região se estende aproximadamente duas voltas da calha em espiral, mas será avaliado que em variações a mesma pode se estender menos do que ou mais do que duas voltas. Entretanto, é considerado desejável que a calha se estende entre cerca de duas voltas e cerca de cinco voltas entre o ponto de alimentação 32 e um ponto de escoamento de concentrado 34.

[0253] Como ilustrado pela Figura 6, na modalidade ilustrada o perfil de calha se transforma na volta final antes que uma separação de concentrado seja retirada, em uma taxa aumentada de redução do ângulo transversal do piso da calha, de cerca de 6 graus por volta, para prover um ângulo transversal do piso da calha de cerca de 6 graus na volta final antes que uma separação de concentrado seja retirada, no ponto de escoamento de concentrado 34, que na modalidade ilustrada está em torno da volta 3,5. Mais geralmente, de acordo com a presente descrição, o perfil de calha se transforma na volta final antes que uma separação de concentrado split seja retirada, em uma taxa aumentada de redução do ângulo transversal do piso da calha de cerca de 5 a 8 graus, para prover um piso de calha 130 com um ângulo transversal do piso da calha de cerca de 4 a 8 graus na volta final antes que uma separação de concentrado seja retirada.

[0254] Isto pode ser considerado como uma mudança rápida na taxa de redução de ângulo de piso exatamente a montante da separação de concentrado e também uma redução para um ângulo transversal do piso da calha muito pequeno ou raso.

[0255] Esta progressão de mudanças de perfil foi descoberta para prover uma calha que provê boa eficiência de separação comparada com pelo menos algumas configurações de calha conhecidas.

[0256] Sem desejar estar ligado pela teoria, os mecanismos pelos quais a boa eficiência de separação é acreditada ser alcançada serão esboçados abaixo.

[0257] Antes da volta da calha imediatamente a montante do escoamento de concentrado, a pasta fluida passou por uma quantidade substancial de separação para prover uma corrente de concentrado em uma parte radialmente interna da calha, uma corrente de médios em uma região mais radialmente externa da calha e uma corrente de caudas na e adjacente à região mais radialmente externa da calha.

[0258] A corrente de concentrado contém uma concentração substancialmente mais alta do material de densidade mais alta desejada da pasta fluida, por exemplo um mineral pesado, do que a pasta fluida inicialmente alimentada, mas também contém um pouco do material de densidade mais baixa, indesejada, por exemplo areia silicosa, que é desejável remover da corrente de concentrado antes de separar a faixa de concentrado do resto do fluxo de pasta fluida.

[0259] A mudança rápida na taxa de redução de ângulo de piso exatamente a montante da separação de concentrado e também o ângulo transversal muito pequeno ou raso do piso da calha nesta região, resulta em uma região exatamente a montante da separação de concentrado na qual o equilíbrio de forças gravitacionais e centrífugas é diferente daquela nas partes mais a montante da calha em espiral. Isto é, a força gravitacional na pasta fluida na direção radial para dentro é reduzida devido ao declive reduzido da calha transversal. Isto resulta em uma tendência dos componentes da pasta fluida para se mover para fora. O material de densidade mais baixa, menos desejado, na corrente de concentrado é mais móvel do que o material de densidade mais alta, mais desejado, pelo menos em parte porque o material de densidade mais alta, mais desejado experiencia maior arraste no piso da calha. A água na corrente de concentrado, é ainda mais móvel do que o material de densidade mais baixa.

[0260] Uma quantidade substancial de material de densidade mais baixa (e água) na corrente de concentrado portanto migra para fora antes que uma quantidade substancial do material de densidade mais alta migre para fora. Isto pode ser considerado como provendo um efeito de “separação” ou “panning”, um pouco relacionado com a separação usando uma bateia de garimpar ouro em uma maneira rodopiante com inclinação variável para a bateia lavar ou separar material de densidade mais baixa do material de densidade mais alta.

[0261] Assim a corrente de concentrado que entra na região imediatamente a montante do escoamento de concentrado pode ser considerada como uma corrente de concentrado preliminar. A região imediatamente a montante do escoamento de concentrado pode ser considerada como uma região refinadora, esquematicamente designada 160 na Figura 1(b), que refina a corrente de concentrado preliminar causando a migração externa de uma quantidade substancial do material de densidade mais baixa da corrente de concentrado preliminar, para deixar uma corrente de concentrado refinada com uma maior concentração de material de densidade mais alta do que está presente na corrente de concentrado preliminar. A região do refinador pode, portanto, ser considerada como tendo uma parte de refinamento na qual a corrente de concentrado preliminar tem substancialmente se tornado uma corrente de concentrado refinada.

[0262] O escoamento de concentrado é posicionado para separar a corrente de concentrado refinado do resto do fluxo antes que uma quantidade substancial do material de densidade mais alta migre para fora da corrente de concentrado refinado.

[0263] O uso de uma calha que provê um ângulo transversal do piso da calha relativamente raso em uma parte inicial (ou a montante) de uma calha em espiral e que depois diminui em ângulo transversal do piso da calha de modo relativamente lento é acreditado ajudar na prevenção ou redução descontrolada e fluxo de água não amortecida abaixo da espiral que pode ocorrer devido à baixa viscosidade da pasta fluida na e próximo da alimentação da pasta fluida no ponto. Tal fluxo de água descontrolado e não amortecido é acreditado ser característico de perfis acentuados de calha transversal.

[0264] O declive inicial relativamente baixo da calha transversal é assim acreditado ajudar em deixar a pasta fluida alimentada dentro da calha sedimentar em um regime constante e de baixa turbulência condutiva à boa separação.

[0265] Uma vez que o padrão de fluxo na superfície da calha começa a desenvolver, água começa a se mover externamente sob a influência da força centrífuga e arraste superficial baixo e o material de densidade mais alta, sendo restringido pelo alto arraste de superfície, para dentro, de modo que a corrente de concentrado, corrente de médios e corrente de caudas (aludidas acima) se desenvolvam.

[0266] As correntes de pasta fluida concentrada e médios que se desenvolvem nas partes da calha radialmente central e interna, têm viscosidade muito maior do que a pasta fluida imediatamente saindo da caixa de alimentação 7. Isto é acreditado amortecer o fluxo de pasta fluida de modo que uma redução gradual no declive transversal do piso da calha (de cerca de 2 a 4 graus por volta) na parte da calha entre a zona de transição de alimentação e a região refinadora é suficiente para permitir a separação eficaz. Isto está em contraste com a redução rápida no declive transversal do piso da calha (de cerca de 6 graus em uma volta, de 21 graus para 15) nesta parte da calha ensinada por Wright e amplamente usada em separadores em espiral por gravidade úmida comercial.

[0267] Esta redução relativamente gradual no declive transversal do piso da calha na parte intermediária da calha é acreditado ser condutiva para manter mais água na polpa em todos os pontos a jusante uma vez que o fluxo se estabelece, permitindo boa mobilidade e liberdade para o material mais denso se mover ao longo do fundo da pasta fluida e migrar para dentro para formar ou se unir a uma corrente de concentrado.

[0268] O nível relativamente alto de água nas partes radialmente central e interna da calha é acreditado ajudar no refinamento do concentrado na região de refinador, visto que a água que migra para fora da corrente de concentrado preliminar tenderá a carregar com ela material de densidade mais baixa, facilitando ou melhorando deste modo o refinamento.

[0269] Assim, a configuração da calha de modalidades preferidas nas regiões a montante da região refinadora é considerada ajudar no refinamento da faixa concentrada preliminar na região de refinador.

[0270] Será avaliado que na modalidade ilustrada, o perfil do piso de calha, isto é, o formato do piso de calha quando visualizado na seção transversal radial da espiral, em um plano que inclui o eixo da espiral ou hélice, descreve uma linha inclinada, substancialmente reta. O ângulo desta linha em relação à horizontal é igual ao declive transversal do piso da calha em uma maneira simples.

[0271] Entretanto outros formatos de piso de calha são possíveis e com tais outros formatos de piso de calha o declive do piso de calha é menos simples de definir. Por exemplo, a Patente US 4.476.980 descreve uma calha de um separador em espiral no qual o perfil de piso compreende uma região radialmente interna com um perfil de reta de declive menor que atinge uma região radialmente externa de maior declive, em um ponto aludido como o “ponto de deslocamento máximo”. O declive de cada região permanece uniforme em voltas sucessivas da calha, mas o declive global do piso de calha entre as suas partes mais radialmente interna e externa é variado em voltas sucessivas mudando-se a posição do ponto de deslocamento máximo. Isto é, próximo ao topo da calha o ponto de deslocamento máximo é posicionado mais radialmente para dentro, de modo que a região radialmente interna é pequena e a região radialmente externa é grande, de modo que o declive global do piso de calha está mais próximo daquele da região radialmente externa (isto é, relativamente maior). Mais próximo do fundo da calha, o ponto de deslocamento máximo é posicionado mais radialmente para fora, de modo que a região radialmente interna é maior e a região radialmente externa é menor, de modo que o declive global do piso de calha está mais próximo daquele da região radialmente interna (isto é, relativamente pequeno). Em outros separadores em espiral o perfil do piso de calha é convexo, entre uma parede de calha radialmente interna e uma parede de calha radialmente externa.

[0272] Em calhas que têm um perfil de piso de calha não reto e, portanto, não seria considerado como tendo um único declive transversal do piso da calha bem definido, o declive global da superfície de trabalho do piso de calha, no qual a separação ocorre, pode ser considerado como o declive transversal do piso da calha eficaz. Por uma questão de clareza, de modo que afirmações com respeito ao declive transversal do piso da calha podem ser aplicáveis às calhas com pisos que não tenham um perfil reto, os termos “declive transversal do piso da calha eficaz” e “ângulo transversal do piso da calha eficaz” são aqui usados para significar o ângulo ou declive global da superfície de trabalho de um piso de calha em um dado ponto, como visualizado na seção transversal em um plano que inclua este ponto e que seja paralelo ao e intersecte o eixo de hélice. A superfície de trabalho global é tipicamente uma superfície que se estende entre uma transição entre o piso de calha e uma parede radialmente interna da calha e um ponto de transição entre o piso de calha e uma parede radialmente externa da calha.

[0273] A Figura 7 ilustra uma calha correspondendo à calha 100 (ou a calha 100A) em isolação. Será avaliado que nesta modalidade a calha 100 é provida como uma unidade fabricada separadamente da caixa de alimentação 7, aparelho de preparação de pasta fluida 800 e calha 100A (substancialmente idêntica), embora em uma variação as calhas 100, 100A e pelo menos uma parte de piso do aparelho de preparação de pasta fluida 800 pode ser fabricada como uma unidade integral única.

[0274] Como mostrado na Figura 7, a extremidade superior da calha 100 é provida com uma parte de flange de extremidade a montante 170 para fixação à caixa de alimentação 7, com uma parte superior da parte de flange de extremidade a montante 170 tendo um perfil refletindo o perfil de calha no topo da calha (volta 0), como ilustrado na Figura 2, tal como o canal 120 e a parte de perfil elevado 127. A parte correspondente (não mostrada) da calha 100A provê estas partes para a fixação ao aparelho de preparação de pasta fluida 800.

[0275] Uma extremidade inferior da calha 100 é provida com uma parte de flange de extremidade a jusante 180 para fixação ao aparelho de preparação de pasta fluida 800, com uma parte superior da parte de flange de extremidade a jusante 170 tendo um perfil refletindo o perfil de calha no fundo da calha (volta 3,5), como ilustrado na Figura 6. A parte da calha 100A correspondente (ou, mais amplamente, a calha usada no estágio final de um separador de múltiplos estágios) provê estas partes para a fixação ao arranjo de separação 9 no final do segundo ou estágio final.

[0276] As mudanças no declive da calha transversal (ou declive da calha transversal eficaz) estão relacionadas com as diferenças no passo entre as partes interna e externa da calha e em particular entre uma região externa do piso de calha e uma região interna do piso de calha. Como ilustrado um pouco esquematicamente na Figura 7, o passo de uma região externa do piso de calha, designado 701, é constante, com um passo PO. O passo de uma região interna do piso de calha designado 702 varia, tendo um passo Pi em uma penúltima volta da calha e um passo Pi’ na volta final da calha. O passo Pi da região interna 702 na penúltima volta da calha é levemente menor do que o passo PO da região externa 701, correspondendo a uma redução relativamente pequena ou gradual no declive transversal do piso da calha em relação à penúltima volta. O passo Pi’ da região interna 702 na volta final da calha é substancialmente menor do que o passo PO da região externa 701, correspondendo a uma redução relativamente grande no declive transversal do piso da calha em relação à volta final.

[0277] Nas modalidades de acordo com a presente descrição a região de refino pode ser provida por uma diferença no passo entre o passo Pi’ (da região interna na volta final) e o passo PO da região externa em relação à volta final sendo entre 0,08 e 0,18 vez a distância radial entre a região interna 701 e a região externa 702. A diferença no passo pode ser entre 0,9 e 0,14 vez a distância radial entre a região interna 701 e a região externa 702. A diferença no passo pode ser entre 0,95 e 0,12 vez a distância radial entre a região interna 701 e a região externa 702.

[0278] As reduções menores no declive na região intermediária 150 pode ser provida pelas diferenças menores no passo.

[0279] Como estabelecido acima, o separador 1 é um separador em espiral de dois estágios e variações podem prover estágios adicionais.

[0280] No separador 1 o primeiro e segundo estágios 30, 50 da primeira espiral 5 são conectados em linha como uma espiral contínua 5 via um aparelho de preparação de pasta fluida 800, que prepara a pasta fluida que sai do primeiro estágio 30 (outro que não o concentrado retirado) para entrar no segundo estágio 50. O aparelho de preparação de pasta fluida 800 também pode ser considerado como sendo parte da espiral contínua 5. Se estágios adicionais são providos então, em uma modalidade, o arranjo de separação 9 na extremidade à jusante do segundo estágio 50, pode ser substituído por um aparelho de preparação de pasta fluida 800 adicional e uma terceira calha pode ser acoplada a este aparelho de preparação de pasta fluida adicional. Se desejado, um ou mais aparelhos de preparação de pasta fluida e calhas adicionais subsequentes podem ser providos para prover um ou estágios subsequentes.

[0281] Prover um mecanismo na parte da espiral entre o primeiro e segundo estágios para preparar a pasta fluida para entrar no segundo estágio pode realçar enormemente a separação no segundo estágio. No primeiro estágio é normal para o fluxo de pasta fluida desenvolver um fluxo de componente aquoso de alta velocidade na parte radialmente externa da calha que contém conteúdo de sólidos muito baixo e, em paralelo, um fluxo de pasta fluida de sólidos altos espalhado sobre o piso de calha que foi desidratado devido às forças centrífugas em várias voltas e que tem um conteúdo de sólidos em torno de 60% a 80% em peso. A separação no fluxo de pasta fluida com alto teor de sólidos é pobre devido à baixa mobilidade dos materiais pesados neste fluxo de sólidos altos e o fluxo de sólidos altos tende a descer a calha em espiral sem movimento substancialmente radial dos sólidos, impedindo a separação eficiente. É, portanto, desejável reidratar o fluxo de pasta fluida de sólidos altos deixando o primeiro estágio antes da entrada da pasta fluida para o segundo estágio, de modo a permitir separação eficaz no segundo estágio. Uma função do aparelho de preparação de pasta fluida 800 é misturar água do fluxo de componente aquoso de alta velocidade na parte radialmente externa da calha 100 com o fluxo de pasta fluida de sólidos altos que flui ao longo do piso 130 da primeira calha 100.

[0282] Também foi observado que se o fluxo de pasta fluida sobre o segundo estágio tem substancialmente a mesma energia cinética e momentum como o mesmo tem quando da saída do primeiro estágio, um nível indesejavelmente alto de turbulência pode ocorrer na calha do segundo estágio, que pode não ser condutivo para a sedimentação rápida ou eficaz de minerais mais finos ou separação eficiente no segundo estágio. Consequentemente, pode ser desejável remover energia cinética da e dissipar o momentum a jusante da pasta fluida antes da entrada para o segundo estágio. Uma função do aparelho de preparação de pasta fluida 800 é remover energia cinética da pasta fluida antes da introdução da pasta fluida mista preparada para o segundo estágio.

[0283] Deve ser avaliado que a remoção de energia cinética e do momentum a jusante do fluxo de pasta fluida que sai do primeiro estágio foi descoberta ser problemática, especialmente para as pastas fluidas com conteúdo de sólidos global de cerca de ou acima de 40% em peso, que são consideradas condutivas para boa eficiência de separação para a separação de minerais pesados. Em particular, a remoção de energia e momentum do fluxo de pasta fluida desidratada com sólidos altos pode fazer com que o fluxo de pasta fluida de sólidos altos pare totalmente, causando assoreamento da calha e efetivamente parando a operação do separador em espiral até que os sólidos parados sejam removidos, por exemplo sendo lavados com mangueira para a calha do segundo estágio. Naturalmente será avaliado que lavar com mangueira uma porção da pasta fluida para dentro da calha do segundo estágio tenderá a criar, pelo menos para esta porção da pasta fluida, um alto nível de turbulência que não é condutivo para separação eficiente.

[0284] Na modalidade das Figuras 8 a 15, o aparelho de preparação de pasta fluida 800 atua para remover energia cinética e momentum a jusante da corrente de água de alta velocidade antes da reintrodução da água da corrente de água de alta velocidade dentro do fluxo de pasta fluida de sólidos altos. Até que a água seja reintroduzida, o fluxo de pasta fluida de sólidos altos é substancialmente ininterrupto e continua fluir substancialmente como foi fluxando no final do primeiro estágio. A água da corrente de água de alta velocidade é reintroduzida dentro do fluxo de pasta fluida de sólidos altos permitindo que a água caia sobre e dentro, do fluxo de pasta fluida de sólidos altos desidratado, de modo que mistura ocorra a despeito da água ter pouco ou nenhum momentum na direção para a frente ou a jusante da espiral. A pasta fluida bem misturada, que tem viscosidade muito mais baixa do que o fluxo de pasta fluida de sólidos altos desidratado, é depois alimentada no segundo estágio, dentro do canal de entrada de alimentação 120, adjacente à parede externa 125, da calha do segundo estágio 100A, em uma condição de velocidade baixa e maneira similar à nova alimentação que sai da caixa de alimentação 7 no estágio mais elevado.

[0285] Com referência às Figuras 8 a 15 uma modalidade de um aparelho de preparação de pasta fluida 800, será agora descrito em detalhes mais específicos.

[0286] O aparelho de preparação de pasta fluida 800 provê uma região de entrada de pasta fluida 802 em uma parte a montante da mesma para entrada de pasta fluida que sai da calha 100 do primeiro estágio 30. A região de entrada de pasta fluida 802 provê uma parte de piso de calha 804 configurada para ser contínua com o piso de calha 130 da primeira calha 100 na extremidade mais à jusante da primeira calha 100, de modo que a pasta fluida possa fluir substancialmente desimpedida da primeira calha 100 no aparelho de preparação de pasta fluida 800. O aparelho de preparação de pasta fluida 800 provê uma parede radialmente externa vertical 806, que no uso é geralmente contínua com a parede externa vertical 125 da calha 100 e parte da parede interna vertical 808, que no uso é geralmente contínua com a parte da parede interna vertical 132 da calha 100 e provê uma canaleta concentrada radialmente interna 810 que no uso é geralmente contínua com a canaleta de concentrado radialmente interna 134 da calha 100. Será avaliado que na modalidade ilustrada uma parede radialmente interna da canaleta de concentrado 810 será provida pela coluna central 3.

[0287] Uma região radialmente intermediária 812 do piso de calha 804, que é inclinada para baixo na direção a jusante recebe um conteúdo de sólidos altos ou médios, parte do fluxo de pasta fluida do primeiro estágio 30.

[0288] Uma região radialmente externa 814 do piso de calha 804 recebe a corrente de água de alta velocidade do primeiro estágio 30. Será avaliado que a corrente de água de alta velocidade também se estende um trecho para cima da parede radialmente externa 806. A região radialmente externa 814 do piso de calha 804 se transforma em um arranjo guia ou rampa 816, que no uso direciona a corrente de água de alta velocidade para dentro de um compartimento superior 818 de um arranjo tipo caixa 820 via uma abertura superior 822.

[0289] A região radialmente intermediária 812 do piso de calha 804 transporta a parte de conteúdo de sólido alto do fluxo de pasta fluida do primeiro estágio 30 na direção a jusante dentro de um compartimento inferior 824 do arranjo tipo caixa 820, configuração via uma abertura mais baixa 826.

[0290] O arranjo tipo caixa 820 tem uma parede radialmente externa, provida pela parede radialmente externa 806 e uma parede radialmente interna 828. O arranjo tipo caixa 820 compreende adicionalmente uma parede de extremidade a montante 830 e uma parede de extremidade à jusante 832. Uma borda mais baixa 834 da parede de extremidade a montante 832 é verticalmente separada da região intermediária 812 da parte do piso de calha 804, para deste modo prover a abertura mais baixa 826 entre elas. A parede de extremidade à jusante provê uma abertura de saída mais baixa, radialmente externa 833 para o egresso de pasta fluida mista preparada em uma calha em espiral a jusante.

[0291] O arranjo tipo caixa 820 compreende adicionalmente um piso mais baixo, provido pela parte do piso de calha 804 e uma cobertura superior 836. Na modalidade ilustrada a tampa superior 836 está na forma de uma tampa removível de fechamento por encaixe, que é provida com aberturas de encaixe 838, que no uso se alinham com aberturas de encaixe complementares 840, providas na parede de extremidade a montante 830 e na parede de extremidade à jusante 832, para permitir que a tampa seja seguramente fixada usando fixações tais como parafusos (não mostrados).

[0292] O arranjo tipo caixa 820 compreende adicionalmente uma parte de piso intermediário 842, que separa o compartimento superior 818 e o compartimento inferior 824. A parte de piso intermediária 842 provê uma abertura 844 através da qual a parte do conteúdo de água alta do fluxo de pasta fluida cai sobre e dentro da pasta fluida de conteúdo de sólidos altos que está progredindo através do compartimento inferior 824, por detrás da abertura 844.

[0293] O compartimento superior 818 provê uma parede divisória 846 para definir uma passagem convoluta, em serpentina 848 através do compartimento superior 818, para a passagem da parte de conteúdo de água alto do fluxo de pasta fluida. Na modalidade ilustrada a parede divisória 846 provê uma primeira parte de parede divisória 846A substancialmente paralela a e separada da parede radialmente externa 806, uma segunda parte de parede divisória 846B substancialmente paralela e separada da parede de extremidade à jusante 832 e uma parte de parede divisória de retorno curta 846C direcionada para fora da parte da segunda parede divisória 846B na direção a montante. A passagem 848 é assim configurada para prover uma primeira parte de passagem 848A entre a primeira parte de parede divisória 846A e a parede radialmente externa 806, uma segunda parte de passagem 848B entre a parte da segunda parede divisória 846B e a parede de extremidade à jusante 832 e uma terceira parte de passagem 848C direcionada substancialmente a montante paralela à parede radialmente interna 828, com mudanças direcionais pronunciadas entre as partes de passagem.

[0294] Será avaliado que a parte de conteúdo de água alto do fluxo de pasta fluida deve fluir através da passagem 846, antes que a mesma atinja a abertura 844. O fluxo através da passagem 846, com mudanças direcionais substanciais e pelo menos uma reversão na direção, substancialmente reduz a energia cinética e o momentum a jusante da parte de conteúdo de água alto do fluxo de pasta fluida, devido ao efeito defletor de impactos com as paredes da passagem e a criação de turbulência na água. A parte de conteúdo de água alto do fluxo de pasta fluida pode impactar e ser adicionalmente defletida pelos impactos com partes de parede adicionais, tais como a superfície lateral a jusante da parede de extremidade a montante 830, a superfície radialmente interna da parte da primeira parede divisória 846A e a superfície lateral a montante da parte da segunda parede divisória 846B, como pode ser observado, por exemplo na Figura 10, na qual o caminho da parte de conteúdo de água alto do fluxo de pasta fluida é esquematicamente ilustrado pela seta tracejada 850. Assim no momento a água da parte de conteúdo de água alto do fluxo de pasta fluida cai através da abertura 844, a sua energia cinética e momentum a jusante foram eficazmente dissipados.

[0295] A queda da água sobre a pasta fluida de conteúdo de sólidos altos abaixo provê mistura eficaz sem prejudicar a velocidade substancial a jusante da pasta fluida como um todo. Isto provê uma pasta fluida misturada, de baixa velocidade, baixa viscosidade, que é depois direcionada por um arranjo guia adequado no compartimento inferior para a abertura de saída 833, para prover uma alimentação de pasta fluida em um segundo estágio (ou subsequente) e calha em espiral. É desejado que a pasta fluida mista preparada flua dentro do segundo ou estágio subsequente na maior parte na mesma condição bem misturada e de velocidade baixa como a pasta fluida que sai da caixa de alimentação 7 no primeiro estágio.

[0296] É acreditado que a modalidade ilustrada facilita a percolação da água com baixa energia abaixo através da abertura 844 em uma baixa velocidade espiral, que realça a mistura com a pasta fluida de conteúdo de sólido alto no compartimento inferior.

[0297] O compartimento superior 818 do arranjo tipo caixa 820 pode ser considerado como um exemplo de uma região de dissipação de energia e o arranjo tipo caixa 820 pode ser considerado como um exemplo de uma caixa de dissipação de energia. A vicinidade da abertura 844, pode ser considerada como um exemplo de uma região de queda, que provê uma aceleração de material (água) verticalmente para baixo de uma corrente mais fluida para facilitar a mistura da água com uma corrente menos fluida, que neste exemplo é a corrente de médios de conteúdo de sólido alto do primeiro estágio. As paredes da passagem 848 podem ser consideradas como defletores, que pelo menos contribuem para a dissipação da energia cinética da parte mais fluida, de conteúdo de água alto da pasta fluida.

[0298] Será avaliado que a configuração da rampa e passagem, para prover uma parte de piso que divirja ascendentemente em relação ao piso de calha e, portanto, permite que o componente de conteúdo de água alto seja elevado em relação ao fluxo de pasta fluida de conteúdo de sólido alto é, pelo menos nesta modalidade, importante para deste modo prover a região de queda.

[0299] Deve ser avaliado que na modalidade ilustrada a área sob o arranjo de guia ou rampa 816 é material sólido ou bloqueado por uma parede de bloqueio 817 para impedir a água do fluxo de conteúdo de sólido alto migrar para fora desta área, como tal remoção de água adicional do fluxo de conteúdo de sólido alto já desidratado aumentaria adicionalmente a sua viscosidade suficientemente para impedir indesejavelmente o fluxo, por exemplo causando assoreamento como debatido acima.

[0300] Deve ser avaliado que a preparação de pasta fluida para alimentar em um segundo ou estágio subsequente ocorre depois (ou a jusante de onde) uma corrente de concentrado foi separada do resto da pasta fluida. Assim um escoamento de concentrado é provido a montante do ou em uma parte a montante do aparelho de preparação de pasta fluida 800.

[0301] Na modalidade ilustrada o aparelho de preparação de pasta fluida 800 provê um separador de concentrado 852, em uma parte a montante do mesmo e adjacente à canaleta de concentrado interna 810, para tirar uma separação de concentrado (que pode ser da corrente de concentrado refinada, debatida acima) do fluxo de pasta fluida, direcionando-o para dentro da canaleta de concentrado 810. Na modalidade ilustrada o separador de concentrado 852, compreende uma aleta separadora 854 que pode ser pivotada em torno de um suporte de aleta 856 tal como um poste adequado, de modo a variar o tamanho da abertura de escoamento. A aleta separadora 854 tem uma borda de ataque acentuada verticalmente orientada 858 para facilitar a tomada de uma separação limpa. A aleta separadora 854 é ajustada abaixo em uma região levemente rebaixada 860 da parte do piso de calha 804 como uma leve queda na pasta fluida conforme a mesma entra em contato com a borda de ataque 858 da aleta separadora 854 foi descoberta ser vantajosa. (Deve ser avaliado que a aleta separadora 854 e o suporte de aleta 856 são omitidos das Figuras 12, 14 e 15).

[0302] Como prenunciado acima, em uma variação, pelo menos uma parte de piso do aparelho de preparação de pasta fluida 800 pode ser fabricada como uma unidade integral única com pelo menos uma das calhas em espiral a montante e a jusante. Entretanto, na modalidade ilustrada o aparelho de preparação de pasta fluida 800 e cada uma das calhas em espiral a montante e a jusante 100, 100A é fabricada como uma unidade modular separada.

[0303] O aparelho de preparação de pasta fluida 800 portanto provê arranjos para facilitar a conexão com as calhas em espiral a montante e a jusante 100, 100A. O aparelho de preparação de pasta fluida 800 provê flanges a montante e a jusante, com o flange a montante 862 adaptado para permitir acoplamento a um flange a jusante (não mostrado) de uma calha localizada a montante do aparelho de preparação de pasta fluida 800 e a flange a jusante 864 adaptada para permitir acoplamento com um flange a montante de uma calha localizada a jusante do aparelho de preparação de pasta fluida 800. Os flanges 862, 864 podem ser providos com furos de fixação 866 para facilitar a conexão usando prendedores tais como parafusos ou rebites. Na modalidade ilustrada, a configuração do flange a jusante 864, assim como o posicionamento da abertura de saída 833, para as partes funcionalmente similares da caixa de alimentação 7, de modo que a configuração da placa de flange 170 adequada para a fixação à caixa de alimentação 7 também é adequada para a fixação ao flange a jusante 864 do aparelho de preparação de pasta fluida 800.

[0304] Deve ser avaliado que as setas tracejadas nas Figuras 10, 11 e 15 são intencionadas a ilustrar esquematicamente o fluxo da pasta fluida através do aparelho de preparação de pasta fluida 800 no uso. Amplamente: as setas tracejadas designadas 870 indicam o fluxo da corrente de concentrado (dentro da canaleta de concentrado 810); as setas tracejadas 872 indicam o fluxo da corrente mais fluida da calha mais a montante; as setas tracejadas 874 indicam o fluxo da corrente menos fluida, que neste exemplo é a corrente de médios de conteúdo de sólido alto da calha mais a montante; e as setas tracejadas 876 indicam o fluxo da pasta fluida preparada, misturada e de baixa energia para a entrada na calha do estágio seguinte. A linha tracejada designada 878 na Figura 13 ilustra esquematicamente um exemplo de um perfil de pasta fluida da pasta fluida deixando a calha mais a montante.

[0305] Com referência às Figuras 16 a 20 uma modalidade alternativa de um aparelho de preparação de pasta fluida 1600 será agora descrito. O aparelho de preparação de pasta fluida 1600 é similar em muitos aspectos ao aparelho de preparação de pasta fluida 800 e a seguinte descrição focalizará nas diferenças.

[0306] A diferença principal é que os aparelhos de preparação de pasta fluida 1600 não incluem uma passagem de circuito pata dissipar energia da corrente de água de alta velocidade, mas ao invés provê um canal ou passagem aberto relativamente curto 1602, que substancialmente segue o caminho de uma parede radialmente externa vertical 1606 (correspondendo à parede radialmente externa vertical 806 do aparelho de preparação de pasta fluida 800). O canal ou passagem aberto curto 1602 provê uma região de rampa 1608 tendo uma configuração de piso 1610 que eleva a corrente de água, em alta velocidade, de fluido em relação à corrente de médios de sólidos altos, que se move ao longo de um piso de calha 1612. A configuração de piso 1610 termina em uma parte de piso virada para cima 1613, que direciona a corrente de água, com alta velocidade, fluida para cima e dentro de uma placa defletora 1614, que é espaçada acima do piso de calha 1612, que transporta a corrente de conteúdo de sólidos altos do primeiro estágio (ou outro a montante). O impacto da corrente de água de alta velocidade fluida com a placa defletora 1614 dissipa a energia cinética e momentum a jusante da corrente de água, de alta velocidade, fluida e a água cai, em baixa velocidade a jusante (em que pode ser considerada como uma zona de queda) sobre a corrente de conteúdo de sólidos altos, provendo por meio disso uma corrente de pasta fluida misturada de baixa energia, similar àquela previamente descrita.

[0307] Com referência às Figuras 21 a 24, uma modalidade alternativa adicional de um aparelho de preparação de pasta fluida 2100 será agora descrito. O aparelho de preparação de pasta fluida 2100 não eleva a corrente de água, de alta velocidade, fluida em relação à corrente de conteúdo de sólidos altos, mas ao invés provê um arranjo convergente ou funil 2102 no qual a corrente de água, de alta velocidade, fluida e a corrente de conteúdo de sólidos altos são levadas juntas e direcionadas, com um aumento rápido no declive da espiral para baixo, dentro de um conduite 2104 que é acentuadamente inclinado comparado ao declive de calha para baixo das partes radialmente equivalentes das calhas em espiral. O declive acentuado, assim como a convergência inicial da corrente de água, de alta velocidade, fluida com a corrente de conteúdo de sólidos altos impede assoreamento ou bloqueio da corrente de conteúdo de sólidos altos. A inclinação acentuada do conduite 2104 (e, portanto, uma região de piso do conduite – não mostrada) e, desejavelmente de pelo menos parte do arranjo convergente ou funil 2102, pode ser considerada como uma zona de queda que facilita a mistura da corrente de água, de alta velocidade, fluida com a corrente de conteúdo de sólidos altos.

[0308] O conduite 2104 canaliza a pasta fluida combinada para dentro de uma caixa de dissipação de energia 2106.

[0309] A caixa de dissipação de energia 2106, compreende uma parede radialmente interna 2108, uma parede radialmente externa 2110, uma parede a montante 2112, uma parede a jusante 2114, um piso 2116 e uma parte de parede de cobertura de topo ou superior 2118. A parede a montante 2112 provê uma entrada radialmente interna 2120 da caixa de dissipação de energia 2106 que está em conexão fluida com uma extremidade mais baixa do conduite 2104, para alimentação da pasta fluida misturada, mas ainda de energia relativamente alta dentro da caixa de dissipação de energia 2106. A parede a jusante 2114 provê uma abertura de saída radialmente externa 2122 para o egresso de pasta fluida mista preparada em uma calha em espiral a jusante.

[0310] A caixa de dissipação de energia 2106 também provê uma pluralidade de defletores internos 2124, 2126 nela e provê um caminho tortuoso 2128 através dela, entre a abertura de entrada 2120 e a de saída 2122. O caminho tortuoso 2128 é definido pelos defletores internos 2124, 2126, as paredes 2108, 2110, 2112, 2114 e o piso 2116 e uma parte de parede de cobertura de topo ou superior 2118. Os impactos do fluxo de pasta fluida com estas partes e a turbulência no fluxo de pasta fluida eficazmente dissipam a energia cinética e o momentum a jusante da pasta fluida combinada.

[0311] A caixa de dissipação de energia 2106 assim dissipa energia cinética e momentum a jusante da pasta fluida combinada (e, portanto, também da água da corrente de água, de alta velocidade, fluida) permitindo o egresso de uma corrente de pasta fluida de baixa energia, misturada, similar àquela previamente descrita. Deve ser avaliado que uma caixa de dissipação de energia similar ou idêntica à caixa de dissipação de energia 2106, pode ser usada como uma caixa de alimentação no cimo da espiral.

[0312] A Figura 23 ilustra como um aparelho de preparação de pasta fluida 2100 pode ser provido em cada uma das múltiplas espirais sem o aparelho de preparação de pasta fluida 2100 de qualquer espiral interferindo com o aparelho de preparação de pasta fluida 2100 de qualquer espiral.

[0313] Testes indicativos de modalidades substancialmente como descritas acima foram realizados e sugerem que melhorias substanciais na eficiência de separação podem ser alcançadas comparadas com pelo menos algumas configurações conhecidas de separador em espiral, na separação por gravidade úmida de minerais pesados.

[0314] As Figuras 24 a 26 mostram curvas de desempenho de separação comparativas para separadores em espiral incorporando pelo menos um pouco da presente descrição em comparação com os separadores em espiral não incorporando os ensinamentos da presente descrição.

[0315] A Figura 24 mostra curvas de desempenho de separação comparativas para a configuração de calha em espiral substancialmente como ilustrado e descrito em relação com as Figuras 1(b) a 6, isto é, com uma espiral compreendendo duas calhas cada de 3,5 voltas e cada uma substancialmente correspondendo à calha 100, com e sem aparelho de preparação de pasta fluida. A curva superior representa o desempenho de separação com um aparelho de preparação de pasta fluida substancialmente correspondendo ao aparelho de preparação de pasta fluida 800 provido entre as duas calhas. A curva inferior representa a mesma configuração de calha, mas sem o aparelho de preparação de pasta fluida 800 entre as calhas. Ao invés, um quarto de volta de calha correspondente, sem dispositivo para misturar e dissipação de energia/momentum foi usado para conectar as duas calhas.

[0316] Em cada uma das Figuras 25 e 26, a curva superior é uma curva de desempenho de separação para a configuração de 3,5 voltas de calha em espiral substancialmente como ilustrada e descrita em relação às Figuras 1(b) a 6. A curva mais baixa em cada uma das Figuras 25 e 26 é para uma calha de 3,5 voltas de ângulo reduzido de declive transversal do piso da calha do topo para o fundo (geralmente seguindo os ensinamentos de Wright), isto é, não tendo as reduções mais graduais no declive da calha transversal nas voltas mais altas e a redução mais rápida no declive de calha transversal na volta final antes da retirada do concentrado. As Figuras 25 e 26 diferem porque elas mostram as curvas do desempenho de separação para dois minerais diferentes, um fácil de separar e um difícil de separar.

[0317] Pode ser observado que os ensinamentos da presente descrição parecem prover benefícios comercialmente significantes no desempenho de separação.

[0318] A variação no ângulo da seção transversal do piso de calha nas modalidades descritas, diverge acentuadamente das divulgações da US4324334 e US4563279. De fato, a redução progressiva relativamente suave no ângulo do piso, seguida por uma redução relativamente rápida e súbita no ângulo do piso na volta final antes da separação, como descrito acima em relação às modalidades preferidas, é considerado estar em oposição direta com os ensinamentos na US4324334 e US4563279. Estas patentes ensinam que a variação inicial no ângulo do piso deve ser relativamente elevada - uma redução no ângulo da seção transversal primeiro de 21 graus para 15 graus depois duas ou mais voltas da espiral com um ângulo de 21 graus - e que as reduções subsequentes no ângulo do piso devem ser relativamente suaves - de 15 graus para 12 graus para uma volta depois e então de 12 graus para 9 graus para uma volta subsequente depois, imediatamente antes das correntes diferentes (concentrado, meios e caudas) serem separadas.

[0319] Isto é mais do que uma mera diferença numérica. A US4324334 e US4563279 são consideradas ensinar uma freada inicial, relativamente rápida do fluxo de polpa e depois freadas continuadas, mas significantemente mais suaves. Ao contrário, o princípio adotado pelo menos nas modalidades descritas da presente descrição é para prover uma redução relativamente suave no declive da seção transversal do piso de calha nas voltas a montante seguida por uma redução substancialmente maior no ângulo do piso na volta final imediatamente antes da separação da faixa de concentrado.

[0320] Adicionalmente redução substancialmente maior no ângulo do piso reduz o próprio ângulo do piso para um ângulo menor do que o menor ângulo de piso divulgado em cada uma da US4324334 e US4563279. A configuração divulgada é acreditada resultar em uma ‘deposição’ do mineral não desejado. Adicionalmente a configuração divulgada é acreditada (comparada com o ensinamento de Wright) reduzir fluxo de água não controlado e não amortecido abaixo da espiral que é característica de perfis transversais de calha íngremes, começando relativamente mais plano, mas não nivelando tão rapidamente.

[0321] O ângulo raso transversal do piso da calha na volta final das modalidades descritas é acreditado resultar em um efeito de panning ou deposição benéfico como aqui descrito.

[0322] Assim ao invés de procurar otimizar o efeito de frenagem ensinado por Wright, as modalidades aqui divulgadas ao invés visam alcançar ou maximizar um efeito de deposição ou ‘panning’ para melhorar o desempenho de separação. Em assim fazendo, a taxa de redução no ângulo de declive transversal do piso da calha aumenta acentuadamente na direção do final da calha em espiral, ao contrário da redução rápida inicial e redução mais gradual subsequente ensinada por Wright.

[0323] Adicionalmente – e significativamente – a US4324334 descreve na col 5 linhas 7 a 15, que uma variação para separações difíceis não é reduzir o declive transversal do piso de calha em relação às duas voltas de fundo ao todo. Isto está em contraste gritante com as modalidades aqui divulgadas, nas quais uma redução relativamente ampla no declive transversal do piso de calha em relação à volta de fundo é importante.

[0324] As modalidades descritas podem resultar em um separador em espiral eficaz, por exemplo para areias minerais metálicas, no qual um número reduzido de voltas (cerca de 3,5 voltas nas modalidades descritas) pode resultar em desempenho de separação comercialmente útil. Isto está em contraste com a prática industrial padrão de usar separadores em espiral de cinco a sete voltas (ou cinco a sete voltas por ‘estágio’ em separadores de múltiplos estágios).

[0325] As modalidades do aparelho de preparação de pasta fluida aqui divulgado são acreditadas prover uma pasta fluida renovada ou ‘reiniciada’ que pode significantemente melhorar o desempenho de separação em um segundo ou estágio subsequente de um separador em espiral. Adicionalmente, as modalidades são acreditadas dissipar desejavelmente energia em uma pasta fluida, antes do tratamento adicional da pasta fluida, sem o risco indevido de causar paralisação ou assoreamento do fluxo na calha em espiral. Entretanto, deve ser mencionado que alguns testes têm indicado que o uso de outros tipos, previamente conhecidos, de aparelho de preparação de pasta fluida, entre estágios do separador em espiral com configurações de calha de acordo com a presente descrição, pode prover resultados que são, pelo menos em alguns casos, melhores do que aqueles providos, por exemplo, pelo aparelho de preparação de pasta fluida 800. Por exemplo, usando um repolpador convencional provido na parede externa da calha para desviar água (e pequenas quantidades de particulados arrastados) da região da parede externa da calha dentro da corrente de particulado mais densa que se move mais lenta na região intermediária da calha, foi descoberto prover bons resultados no estágio imediatamente a seguir. Consequentemente, é considerado que as configurações de calha de acordo com a presente descrição, podem ser usadas eficazmente com tal aparelho de preparação de pasta fluida convencional.

[0326] Naturalmente, os traços e funcionalidades acima descritos em relação às modalidades são providos apenas por via de exemplo. Modificações e melhorias podem ser incorporadas sem divergir do escopo da invenção.

Claims (57)

REIVINDICAÇÕES

1. Separador em espiral para separar material mais desejado de material menos desejado, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral compreende: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; e um arranjo de separação para escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; em que a calha em espiral é configurada para prover uma região de piso de calha com um declive transversal do piso da calha eficaz que reduz entre 5 e 8 graus em uma volta imediatamente a montante do arranjo de separação.

2. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um pouco da volta imediatamente a montante do arranjo de separação compreende uma região refinadora de concentrado, na qual uma faixa de concentrado da pasta fluida é refinada pela migração radialmente externa de material menos desejado da faixa de concentrado.

3. Separador em espiral de acordo com cada reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a calha é configurada para prover uma região de piso de calha com um declive transversal do piso da calha eficaz dentre 4 e 8 graus da horizontal em uma volta imediatamente a montante do arranjo de separação.

4. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a calha é configurada para prover uma zona de transição de alimentação próxima ao arranjo de alimentação, em que pelo menos parte da zona de transição de alimentação provê uma região de piso com um declive transversal do piso da calha eficaz dentre 16 e 20 graus da horizontal.

5. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a região de piso com um declive transversal do piso da calha eficaz dentre 16 e 20 graus da horizontal é provida dentro de 1,5 volta do arranjo de alimentação.

6. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que a zona de transição de alimentação provê uma região na qual um formato de seção transversal da calha se transforma gradualmente de prover um canal de entrada de alimentação relativamente estreito, adjacente a uma parte radialmente externa da calha, para prover um perfil de piso de largura substancialmente completa com um declive transversal do piso da calha eficaz dentre cerca de 15 e cerca de 20 graus.

7. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o canal de entrada de alimentação relativamente estreito tem uma parte de piso com declive transversal do piso da calha menor do que 12 graus.

8. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que a calha é configurada para prover um declive transversal do piso da calha eficaz que reduz em uma taxa média dentre 2 e 4 graus por volta por pelo menos uma volta adicional em uma zona intermediária a jusante da zona de transição de alimentação e a montante da região refinadora de concentrado.

9. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a calha se estende entre cerca de 2,5 voltas e cerca de 4,5 voltas entre um ponto de alimentação de pasta fluida e um ponto de escoamento de concentrado e compreende uma unidade de calha modular, provendo entre cerca de 2,5 voltas e cerca de 4,5 voltas.

10. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a calha provê uma configuração de acoplamento a montante em uma parte mais a montante da mesma para acoplar a uma parte mais a montante de um separador e uma configuração de acoplamento a jusante em uma parte mais a jusante da mesma para acoplar a uma parte mais a jusante de um separador.

11. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a calha provê um passo helicoidal dentre 35 e 50 cm e tem um diâmetro helicoidal dentre 50 e 75 cm.

12. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral é um separador em espiral para separação por gravidade úmida de minerais.

13. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de separação para escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que em pelo menos dois estágios a calha em espiral é configurada para prover uma região de piso de calha com um declive transversal do piso da calha eficaz que reduza entre 5 e 8 graus em uma volta imediatamente a montante do arranjo de separação correspondente.

14. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o arranjo de alimentação de pelo menos u, segundo ou estágio subsequente compreende um aparelho de preparação de pasta fluida.

15. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o aparelho de preparação de pasta fluida compreende uma região de mistura para misturar material a partir de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais a montante com material a partir de uma corrente menos fluida do fluxo de pasta fluida saindo do estágio mais a montante antes da alimentação da pasta fluida misturada preparada no dito segundo ou estágio subsequente.

16. Separador em espiral de acordo com cada uma das reivindicações 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o aparelho de preparação de pasta fluida compreende uma região de dissipação de energia para reduzir a energia cinética de pelo menos uma quantidade substancial de material a partir de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais a montante, para deste modo reduzir a velocidade a jusante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida.

17. Separador em espiral para separar material mais desejado de material menos desejado, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral compreende: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; e um arranjo de separação para escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; em que a calha em espiral é configurada para prover um declive transversal do piso da calha eficaz de menos do que 8 graus em relação à horizontal em uma volta imediatamente a montante do arranjo de separação.

18. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de separação para escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que em pelo menos dois estágios a calha em espiral é configurada para prover um declive transversal do piso da calha eficaz de menos do que 8 graus em relação à horizontal em uma volta imediatamente a montante do respectivo arranjo de separação.

19. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segundo estágio é provido substancialmente abaixo de um primeiro estágio.

20. Separador em espiral de acordo com cada uma das reivindicações 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que o arranjo de alimentação de um segundo ou estágio subsequente compreende um aparelho de preparação de pasta fluida, compreendendo uma região de mistura para misturar material a partir de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais a montante com material a partir de uma corrente menos fluida do fluxo de pasta fluida saindo do estágio mais a montante antes da alimentação de pasta fluida preparada misturada no dito segundo ou estágio subsequente.

21. Separador em espiral para prover separação pelo menos parcial de uma primeira espécie e uma segunda espécie, caracterizado pelo fato de que compreende:

um arranjo de alimentação; uma calha em espiral compreendendo uma região mais a montante e uma região mais a jusante; um arranjo de separação; em que o arranjo de alimentação é, no uso, arranjado para alimentar uma pasta fluida alimentada compreendendo uma mistura da dita primeira espécie e da dita segunda espécie na região mais a montante da calha em espiral em uma região de entrada de alimentação; em que a região mais a montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha e provê um declive transversal do piso da calha eficaz em relação à horizontal, que reduz dentre 15 e 20 graus para um ângulo transversal do piso da calha dentre 10 graus e 14 graus; em que a região mais a jusante da calha em espiral tem uma região de piso de calha tendo um ângulo transversal do piso da calha eficaz que reduz para entre 4 graus e 8 graus, em relação à horizontal; e em que o arranjo de separação é provido na ou imediatamente adjacente à região mais a jusante, para separar uma faixa concentrada da primeira espécie do resto do fluxo na calha em espiral.

22. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que uma extremidade à jusante da região mais a montante é conectada a uma extremidade a montante da região mais a jusante.

23. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que na região mais a montante da calha em espiral pelo menos parte de uma região que tem o dito ângulo transversal do piso da calha eficaz em relação à horizontal, dentre 15 e 20 graus é provido em uma posição dentro de 1,5 volta da região de entrada de alimentação.

24. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizado pelo fato de que na região mais a montante da calha em espiral, a dita redução no ângulo transversal do piso da calha eficaz ocorre na taxa dentre 2 graus de redução no ângulo e 4 graus de redução no ângulo, em pelo menos uma volta da região mais a montante da calha em espiral.

25. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que na região mais a montante da calha em espiral, a dita redução no ângulo transversal do piso da calha eficaz ocorre na taxa dentre 2 graus de redução no ângulo e 4 graus de redução no ângulo, em cada uma de pelo menos duas voltas da região mais a montante da calha em espiral.

26. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 21 a 25, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de separação para escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que em pelo menos dois estágios a calha em espiral é configurada como apresentado na reivindicação 21.

27. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o arranjo de alimentação de um segundo ou estágio subsequente compreende um aparelho de preparação de pasta fluida, compreendendo uma região de mistura para misturar material a partir de uma corrente mais fluida de um fluxo de pasta fluida saindo de um estágio mais a montante com material a partir de uma corrente menos fluida do fluxo de pasta fluida saindo do estágio mais a montante antes de alimentar pasta fluida preparada misturada dentro do dito segundo ou estágio subsequente.

28. Separador em espiral para separar material mais desejado de material menos desejado, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral compreende: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de separação para escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que a calha em espiral é configurada para prover um piso de calha com um declive transversal do piso da calha eficaz que reduz entre uma região a montante da mesma e uma região a jusante da mesma e em que a redução no declive transversal do piso da calha eficaz em uma volta imediatamente a montante do arranjo de separação é provida pelo passo de uma região mais radialmente externa da calha em espiral e o passo de um região mais radialmente interna da calha sendo diferentes em relação à dita volta da calha em espiral e em que a diferença no passo sobre a dita volta está entre 0,08 e 0,18 vez a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

29. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que a diferença no passo sobre a dita volta está entre 0,9 e 0,14 vez a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

30. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que a diferença no passo sobre a dita volta está entre 0,95 e 0,12 vez a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

31. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 30, caracterizado pelo fato de que a volta imediatamente a montante do arranjo de separação provê uma região refinadora da calha e a calha provê pelo menos uma volta a montante da região refinadora sobre a qual o passo de uma região mais radialmente externa e o passo de um região mais radialmente interna são diferentes e em que a diferença no passo sobre a dita volta é menor do que 0,08 vezes a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

32. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 30, caracterizado pelo fato de que a volta imediatamente a montante do arranjo de separação provê uma região refinadora da calha e a calha provê pelo menos uma volta a montante da região refinadora sobre a qual o passo de uma região mais radialmente externa e o passo de uma região mais radialmente interna são diferentes e em que a diferença no passo sobre a dita volta, expressa como um múltiplo da distância radial entre as regiões mais radialmente externa e mais radialmente interna, é menor do que aquela na região refinadora.

33. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 32, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral compreende pelo menos dois estágios, pelo menos dois estágios cada um compreendendo: um arranjo de alimentação para alimentar uma pasta fluida de material mais desejado e material menos desejado misturados; uma calha em espiral; um arranjo de separação para o escoamento de uma faixa de concentrado de material mais desejado; e em que em pelo menos dois estágios a calha em espiral é configurada como apresentada na reivindicação 28.

34. Separador em espiral para separar um material mais desejado a partir de um mineral menos desejado de uma pasta fluida alimentada contendo os ditos materiais mais desejado e menos desejado, caracterizado pelo fato de que o material menos desejado tem uma massa específica menor do que aquela do material mais desejado, o separador em espiral compreendendo: um arranjo de alimentação; uma calha em espiral compreendendo uma região mais a montante e uma região mais a jusante; um arranjo de separação; em que o arranjo de alimentação é, no uso, arranjado para alimentar uma pasta fluida alimentada dos materiais mais desejado e menos desejado dentro da região mais a montante da calha em espiral; em que a região mais a montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha e provê um ou mais ângulos transversais do piso da calha eficaz em relação à horizontal, para deste modo prover uma faixa concentrada preliminar na qual um pouco dos minerais menos desejados é misturado com material mais desejado concentrado; em que a região mais a jusante da calha em espiral tem pelo menos uma região de piso, tendo um ângulo transversal do piso da calha configurado para prover uma região refinadora onde um equilíbrio de forças centrífugas e gravitacionais na faixa de concentrado é tal que tanto o material mais desejado quanto o menos desejado, se o equilíbrio de forças fosse mantido, migrariam para fora; em que o aparelho provê uma parte de refinamento da região refinadora na qual pelo menos um pouco do material menos desejado migrou para fora a partir de uma posição radial correspondendo àquela da faixa concentrada preliminar e na qual nenhuma quantidade substancial do material mais desejado migrou substancialmente para fora devido ao equilíbrio de forças centrífugas e gravitacionais, de modo que uma faixa concentrada refinada seja provida na parte de refinamento; e em que o arranjo de separação é provido na ou imediatamente a jusante da parte de refinamento para separar a faixa concentrada refinada do resto da pasta fluida na calha em espiral.

35. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o dito ângulo transversal do piso da calha que é configurado para prover a dita região da parte de refinador é menor do que um ângulo transversal do piso da calha de uma região radialmente correspondente da região mais a montante da calha.

36. Separador em espiral de acordo com quaquer uma das reivindicações 34 ou 35, caracterizado pelo fato de que a calha é configurada para prover um ângulo transversal do piso da calha eficaz na parte de refinador que é substancialmente menor do que o menor ângulo transversal do piso da calha eficaz na região mais a montante.

37. Separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 36, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral é para a separação de mineral particulado mais desejado de um mineral particulado menos desejado.

38. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que o separador em espiral é para a separação de mineral pesado mais desejado de uma areia silicosa menos desejada.

39. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que a calha é configurada para prover um ângulo transversal do piso da calha eficaz na região de refinador que é pelo menos 5 graus menor do que o menor ângulo transversal do piso da calha eficaz na região mais a montante.

40. Separador em espiral de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que a calha é configurada para prover um ângulo transversal do piso da calha eficaz na região de refinador que é pelo menos 5 graus menor do que o ângulo transversal do piso da calha eficaz uma volta a montante da região refinadora.

41. Método para separar uma primeira espécie a partir de uma segunda espécie de uma pasta fluida alimentada contendo a dita primeira e segunda espécie, caracterizado pelo fato de que a segunda espécie tem uma massa específica menor do que aquela da primeira espécie, o método compreendendo: alimentar uma pasta fluida alimentada da primeira e segunda espécie uma calha abaixo de um separador em espiral, em que um declive transversal do piso da calha eficaz da calha, em relação à horizontal, reduz de modo relativamente gradual em pelo menos uma volta mais a montante da calha e em que o declive transversal do piso da calha eficaz da calha reduz de modo relativamente rápido em uma volta da calha mais a jusante, e prover uma abertura de escoamento na ou adjacente à dita volta da calha mais a jusante.

42. Método de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que o método compreende separar toda ou parte da faixa de concentrado melhorada do resto da pasta fluida via a abertura de escoamento.

43. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que a abertura de escoamento é pelo menos parcialmente definida por um membro separador que é móvel para permitir o ajuste do tamanho da abertura de escoamento.

44. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 43, caracterizado pelo fato de que em pelo menos um pouco da parte mais a jusante, o declive transversal do piso da calha eficaz, em relação à horizontal, é menor do que 8 graus.

45. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 44, caracterizado pelo fato de que o método compreende o uso de um separador em espiral de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 40.

46. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 45, caracterizado pelo fato de que o método compreende o uso de um separador em espiral tendo pelo menos dois estágios de separação e compreende adicionalmente prover um aparelho de preparação de pasta fluida entre dois estágios sucessivos.

47. Calha em espiral, caracterizada pelo fato de ser para o uso em um separador em espiral tal como definido em qualquer uma ou mais das reivindicações 1 a 40.

48. Calha em espiral para o uso em um separador em espiral, a calha em espiral caracterizada pelo fato de compreender uma região a montante e uma região a jusante, em que a calha em espiral é configurada para prover uma região de piso de calha com um declive transversal do piso da calha eficaz que reduz entre 5 e 8 graus em uma volta na dita região a jusante.

49. Calha em espiral para o uso em um separador em espiral, a calha em espiral caracterizada pelo fato de compreender uma região a montante e uma região a jusante, em que a calha em espiral é configurada para prover um declive transversal do piso da calha eficaz de menos do que 8 graus em relação à horizontal em uma volta na dita região a jusante.

50. Calha em espiral para o uso em um separador em espiral para prover separação pelo menos parcial de uma primeira espécie e uma segunda espécie, a calha em espiral caracterizado pelo fato de compreender: uma região mais a montante, a região mais a montante compreendendo uma região de alimentação de pasta fluida adaptada, no uso, para receber uma pasta fluida alimentada compreendendo uma mistura da dita primeira espécie e da dita segunda espécie a partir de um arranjo de alimentação do dito separador em espiral; uma região mais a jusante, adaptada para ser provida no dito separador em espiral com um arranjo de separação provido na região mais a jusante ou imediatamente adjacente, para separar uma faixa concentrada da primeira espécie do resto do fluxo na calha em espiral; em que a região mais a montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha e provê um declive transversal do piso da calha eficaz em relação à horizontal, que reduz dentre 15 e 20 graus para um ângulo transversal do piso da calha dentre 10 graus e 14 graus; e em que a região mais a jusante da calha em espiral tem uma região de piso de calha tendo um ângulo transversal do piso da calha eficaz que reduz para entre 4 graus e 8 graus, em relação à horizontal.

51. Calha em espiral para o uso em um separador em espiral, caracterizada pelo fato de que a calha em espiral é configurada para prover um piso de calha com um declive transversal do piso da calha eficaz que reduz entre uma região a montante da mesma e uma região a jusante da mesma e em que a redução no declive transversal do piso da calha eficaz em uma volta em uma região a jusante da calha em espiral é provida pelo passo de uma região mais radialmente externa da calha em espiral e o passo de uma região mais radialmente interna da calha sendo diferente sobre a dita volta da calha em espiral e em que a diferença no passo sobre a dita volta está entre 0,08 e 0,18 vezes a distância radial entre a dita região mais radialmente externa e a dita região mais radialmente interna.

52. Calha em espiral para o uso em um separador em espiral para separar um material mais desejado a partir de um mineral menos desejado de uma pasta fluida alimentada contendo os ditos materiais mais desejado e menos desejado, caracterizado pelo fato de que o material menos desejado tem uma massa específica menor do que aquela do material mais desejado e em que a calha em espiral compreende: uma região mais a montante adaptada, no uso, para receber a pasta fluida a partir de um arranjo de alimentação do dito separador em espiral; uma região mais a jusante; em que o arranjo de alimentação é, no uso, arranjado para alimentar uma pasta fluida alimentada dos materiais mais desejado e menos desejado dentro da região mais a montante da calha em espiral; em que a região mais a montante da calha em espiral tem uma região de piso de calha e provê um ou mais ângulos transversais do piso da calha eficaz em relação à horizontal, para deste modo prover uma faixa concentrada preliminar na qual um pouco do mineral menos desejado está misturado com o material mais desejado concentrado; em que a região mais a jusante da calha em espiral tem pelo menos uma região de piso, tendo um ângulo transversal do piso da calha configurado para prover uma região refinadora onde um equilíbrio de forças centrífugas e gravitacionais sobre a faixa concentrada preliminar é tal que tanto o material mais desejado quanto o menos desejado, se o equilíbrio de forças fosse mantido, migrariam para fora; em que a calha em espiral provê uma parte de refinamento da região refinadora na qual, no uso, pelo menos um pouco do material menos desejado migrou para fora a partir de uma posição radial correspondendo àquela da faixa concentrada preliminar e na qual nenhuma quantidade substancial do material mais desejado migrou substancialmente para fora devido ao equilíbrio de forças centrífugas e gravitacionais, de modo que uma faixa concentrada refinada é provida na parte de refinamento.

53. Aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida a partir de uma região de calha em espiral a montante de um separador em espiral, no qual a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar em uma região de calha em espiral a jusante como uma pasta fluida mista preparada, o aparelho de preparação de pasta fluida caracterizado pelo fato de compreender: uma região de entrada para o ingresso de pasta fluida recebida a partir de uma região de calha a montante; uma região de saída para prover pasta fluida mista preparada para uma região de calha em espiral a jusante; uma região de dissipação de energia para reduzir a energia cinética de pelo menos uma quantidade substancial de material da corrente mais fluida, para deste modo reduzir a velocidade a jusante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes que a pasta fluida mista preparada saia da região de saída; e uma região de mistura para misturar material da corrente mais fluida com material da corrente menos fluida.

54. Aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida a partir de uma região de calha em espiral a montante de um separador em espiral, no qual a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar em uma região de calha em espiral a jusante como uma pasta fluida mista preparada, o aparelho de preparação de pasta fluida caracterizado pelo fato de compreender: uma região de entrada para o ingresso de pasta fluida recebida a partir de uma região de calha a montante; uma região de saída para prover pasta fluida mista preparada a uma região de calha em espiral a jusante; uma passagem para a passagem de pelo menos parte da pasta fluida recebida ao longo de pelo menos parte de um caminho entre a região de entrada e a região de saída, em que a passagem provê uma região de piso que tem um declive a jusante e em que a dita região de piso da passagem é configurada para prover o aparelho com uma região de queda provendo uma aceleração verticalmente para baixo de pelo menos um pouco do material da corrente mais fluida para facilitar a mistura da corrente mais fluida com a corrente menos fluida entre a dita região de entrada e a dita região de saída; e pelo menos um elemento de impedimento para impedir fluxo a jusante de pelo menos um pouco do material da corrente mais fluida, para deste modo reduzir a velocidade a jusante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes que a pasta fluida mista preparada saia da região de saída.

55. Aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida a partir de uma região de calha em espiral a montante de um separador em espiral, na qual a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar em uma região de calha em espiral a jusante como uma pasta fluida mista preparada, o aparelho de preparação de pasta fluida caracterizado pelo fato de compreender: uma região de entrada para o ingresso de pasta fluida recebida a partir de uma região de calha a montante;

uma região de saída para prover pasta fluida mista preparada a uma região de calha em espiral a jusante; uma caixa de dissipação de energia compreendendo uma porção de parede radialmente externa, uma porção de parede radialmente interna, uma porção de parede superior provendo pelo menos parte de uma parte de cobertura da caixa de dissipação de energia e pelo menos um elemento de impedimento para impedir fluxo a jusante de pelo menos uma quantidade substancial de material da corrente mais fluida, para reduzir a energia cinética da mesma e para deste modo reduzir a velocidade a jusante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes que a pasta fluida mista preparada saia da região de saída; e uma região de mistura para misturar material da corrente mais fluida com material da corrente menos fluida.

56. Aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida a partir de uma região de calha em espiral a montante de um separador em espiral, no qual a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar em uma região de calha em espiral a jusante como uma pasta fluida mista preparada, o aparelho de preparação de pasta fluida caracterizado pelo fato de compreender: uma região de entrada para o ingresso de pasta fluida recebida a partir de uma região de calha a montante; uma região de saída para prover pasta fluida mista preparada para uma região de calha em espiral a jusante; uma região de dissipação de energia para reduzir a energia cinética de pelo menos uma quantidade substancial de material da corrente mais fluida, para deste modo reduzir a velocidade a jusante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes que a pasta fluida mista preparada saia da região de saída; uma região de mistura para misturar material da corrente mais fluida com material da corrente menos fluida; e em que o aparelho é configurado tal que o progresso calha abaixo da corrente menos fluida seja de modo contínuo substancialmente desimpedido do começo ao fim pelo refluxo de água ou polpa a montante, remoção de água ou mudanças de direção no piso da calha que possam iniciar assoreamento.

57. Aparelho de preparação de pasta fluida para preparar uma pasta fluida a partir de uma região de calha em espiral a montante de um separador em espiral, no qual a pasta fluida compreende uma corrente mais fluida e uma corrente menos fluida, para entrar em uma região de calha em espiral a jusante como uma pasta fluida mista preparada, o aparelho de preparação de pasta fluida caracterizado pelo fato de compreender: uma região de entrada para o ingresso de pasta fluida recebida a partir de uma região de calha a montante; uma região de saída para prover pasta fluida mista preparada para uma região de calha em espiral a jusante; uma região de dissipação de energia para reduzir a energia cinética de pelo menos uma quantidade substancial de material da corrente mais fluida, para deste modo reduzir a velocidade a jusante da dita pelo menos parte da corrente mais fluida antes que a pasta fluida mista preparada saia da região de saída; uma região de mistura para misturar material da corrente mais fluida com material da corrente menos fluida; e em que o aparelho é configurado tal que o progresso calha abaixo do material da corrente menos fluida seja, pelo menos até a mistura do dito material da corrente menos fluida com o material da corrente mais fluida na região de mistura, desimpedido pelo refluxo de água ou polpa a montante, remoção de água dentro do aparelho de preparação de pasta fluida ou mudanças de direção no piso da calha que possam iniciar assoreamento.