JP2016070483A

JP2016070483A - 給鉱設備および給鉱方法

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Publication number: JP2016070483A
Application number: JP2014260527A
Authority: JP
Inventors: 英生菊谷; Hideo Kikutani; 尚之岡田; Naoyuki Okada; 大司越智; Daiji Ochi; 壮志中村; Soji Nakamura; 佐藤　健司; Kenji Sato; 健司佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: JP6287816B2; JP1534861S; US20160090235A1

Abstract

【課題】安定した給鉱量を確保することができる給鉱設備および給鉱方法を提供する。
【解決手段】本発明の給鉱設備は、鉱石スラリーを貯留する貯留部２１と、貯留部２１から鉱石スラリーを排出する配管部２２と、配管部２２に設けられ、エラストマーから成る管状の弁体を変形させることにより配管部２２の流路の断面積を変化させる調節弁３０と、調節弁３０の内部に配置され、調節弁３０が流路の断面積が最小となるように調節された際に流路を完全に封止する封止手段２４とを備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉱石から精鉱を得るために用いる選鉱機用の給鉱設備および給鉱方法に関する。

鉱石から精鉱を得る選鉱方法は、従来から種々の方法が用いられている。たとえば、金鉱石の選鉱方法としては、金鉱石を破砕した後、適当な粒度に微粉砕し、得られた鉱粒をシアン化物水溶液中に懸濁させて金を浸出するいわゆる青化法によって金を脈石鉱物や硫化鉱物から分離・濃縮する方法、比重選鉱および浮遊選鉱によって金鉱物を脈石鉱物や硫化鉱物から分離・濃縮した後に、さらに青化法により金を分離・濃縮する方法が採られている。

これらの方法で用いられる青化法では、鉱粒のうち粗大なものに含まれる金は、そのすべてを溶解させることができず、金の回収が不充分となる問題がある。

そこで、比重選鉱のみによって、直接精製可能な高品位の金精鉱を回収する方法として、テーブル比重選鉱（揺動薄流選鉱ともいう）が提案されている（たとえば、特許文献１）。また、上記のテーブル比重選鉱と画像処理技術とを組み合わせ、仕切り板の調整を自動化する技術が特許文献２に記載されている。

図２１は、テーブル比重選鉱の原理を説明する図である。テーブル比重選鉱では、複数のリッフル１０４が設けられた揺動テーブル１００に給鉱樋１０１から、鉱石を粉砕して鉱粒とし水を加えて製造した鉱石スラリー１０５を供給し、揺動テーブル１００を搖動させつつ給水樋１０２から水１０６を供給する。鉱石スラリー中の固形分（鉱粒）の比重と粒径による揺動テーブル１００上の「流れ方」の違いによって、金品位の高い鉱粒の流れ１０７を形成させ、仕切り板１０３によってこの流れだけを回収することにより分離している。金品位の高い鉱粒の流れの部分を「金線」という。

このような方法によって得られた金精鉱は、直接熔錬し、鋳造され、純度が９０％以上のインゴットの製品（ドーレとも言う場合がある）として、生産される。

米国特許第６８１８０４２号明細書特開２０１２−１３９６７５号公報実開平０６−０５１６５５号公報

ところで、一般的にテーブル選鉱機では安定して精鉱を回収する上で、均一な速度で鉱石（鉱石スラリーと添加水）を給鉱することが重要である。たとえば、特許文献３に記載があるとおり、バルブの制御方法を変更することが、安定した給鉱（給鉱量および給鉱速度の安定）を得るために必要不可欠である。

給鉱タンクからテーブルに供給される鉱石スラリーの流量を調節する調節弁として、エラストマー製の弁体を空気圧により駆動し流路の断面積を調節するものが用いられている。このような弁では、最小開度にしたときの隙間が大きすぎ、いくら流動性が低いといっても鉱石スラリーは一気に流出してしまうため、給鉱量を適切な量に調節することはできなかった。

また、より小さい開度とすることができる他種類の弁（バタフライ弁など）だと、弁の開度を固定すると、鉱石スラリーはすぐに詰まって配管が閉塞する。鉱石スラリーは固形分の比重が大きいので、固形分の沈降速度が速く、給鉱タンク内の下部に充填しやすいためである。その結果、安定した給鉱量が確保できずテーブル選鉱操業の障害となっている。

なお、ここでいう「給鉱量の確保」とは、鉱石スラリーの流速に変動があったとしても、配管閉塞を起こすことなく連続的に鉱石スラリーを供給することが可能であり、一定の時間内で平均すれば所望の給鉱が実現できる、ということを指す。

本発明は、安定した給鉱量を確保するこができる給鉱設備および給鉱方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するために、本発明の給鉱設備は、鉱石スラリーを貯留する貯留部と、貯留部から鉱石スラリーを排出する配管部と、配管部に設けられ、エラストマーから成る管状の弁体を変形させることにより配管部の流路の断面積を変化させる調節弁と、調節弁の内部に配置され、調節弁が流路の断面積が最小となるように調節された際に流路を完全に封止する封止手段とを備えることを特徴とする。

前述した課題を解決するために、本発明の給鉱方法は、鉱石スラリーを貯留する貯留部から配管部を介して鉱石スラリーを選鉱機に給鉱する方法において、配管部に、エラストマーから成る管状の弁体を変形させることにより配管部の流路の断面積を変化させる調節弁を設け、調節弁の内部に、調節弁が流路の断面積が最小となるように調節された際に流路を完全に封止する封止手段を設けて、この封止手段により鉱石スラリーの給鉱を遮断することができるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、調節弁はエラストマーの弁体により鉱石スラリーの流路断面積を変化させる構造となっているので、配管部の閉塞が起こりにくい。そして、封止手段は、調節弁が鉱石スラリーの流路断面積が最小となるように調整されたときに流路を完全に封止することができる。そのため、本発明によれば配管部から供給される鉱石スラリーの流量を自在に調節して安定した給鉱量を確保することができる。

図１は、テーブル比重選鉱機の全体構造を説明する概略側面図である。図２は、テーブル比重選鉱機の全体構造を説明する概略平面図である。図３は、給鉱タンクの構造を説明する図である。図４は、給鉱タンクの正面図である。図５は、給鉱タンクの背面図である。図６は、給鉱タンクの左側面図である。図７は、給鉱タンクの右側面図である。図８は、給鉱タンクの平面図である。図９は、給鉱タンクの底面図である。図１０は、封止管（封止手段）の取り付け方を説明する図である。図１１は、封止管（封止手段）の取り付け方を説明する図である。図１２は、封止コマ（封止手段）の取り付け方を説明する図である。図１３は、封止管（封止手段）の取り付け方を説明する図である。図１４は、調節弁の切断斜視図である。図１５は、調節弁の開度が最大のときの縦断面図である。図１６は、図１５のＡ−Ａ線の断面図である。図１７は、調節弁の開度が最小のときの縦断面図である。図１８は、図１７のＢ−Ｂ線の断面図である。図１９は、図１７のＢ−Ｂ線の断面図（封止管がない場合）である。図２０は、調節弁の制御例を示す図である。図２１は、テーブル選鉱の原理を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実施形態では、粉砕した金鉱石に水を加えて製造した鉱石スラリーをテーブル比重選鉱機に供給する例について説明するが、本発明は他の種類の鉱石スラリー、また、他の種類の選鉱機にも適用することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態であるテーブル比重選鉱機１の全体構造を説明する概略側面図である。テーブル比重選鉱機１は、揺動テーブル２、堰３、給鉱樋４、給水樋５、精鉱側貯槽９、尾鉱側貯槽１０を備えている。揺動テーブル２は、図１で右側が上になるように傾斜して配置され、図示しないフレームによって支持されている。堰３、給鉱樋４、給水樋５は揺動テーブル２の上面に設けられ、揺動テーブル２と同様に図１の左右方向に傾斜して右側が上になるように配置されている。精鉱側貯槽９は、精鉱、たとえば金、を貯留するための容器である。尾鉱側貯槽１０は、尾鉱を貯留する容器である。精鉱側貯槽９と尾鉱側貯槽１０は、上下方向には、その上面が揺動テーブル２の上面よりも下になるように配置される。揺動テーブル２の右端には、揺動テーブル２を図１の左右方向に揺動する揺動機構７が設けられている。給鉱樋４の上部には、テーブル比重選鉱機１に鉱石スラリーを供給する給鉱タンク２０（給鉱設備の一例）が設けられている。揺動テーブル２の左端には、精鉱と尾鉱を分離してそれぞれ精鉱側貯留槽９と尾鉱側貯留槽１０に収容するための仕切り板８が設けられている。

図２はテーブル比重選鉱機１の全体構造を説明する概略平面図である。揺動テーブル２は、平面形状が平行四辺形の板状の部材である。揺動テーブル２は、図１に示したように左右方向に傾斜すると共に、図２の上下方向にも図２の上側が高くなるように傾けて設置されている。すなわち、揺動テーブル２は、図２で右上の隅角部が最も高く、左下の隅角部が最も低くなるように、斜めに傾斜して設置されている。

揺動テーブル２の上面には、図２の左上部分を除き、板状部材であり左右方向に伸びるリッフル６が上方に突出して複数設けられている。また、揺動テーブル２の上辺には壁状の堰３が全長にわたって設けられ、鉱石スラリーと水が揺動テーブル２の上辺から流出しないようにしている。堰３の下側の右端部には、給鉱タンク２０（給鉱設備の一例）から供給された鉱石スラリーを揺動テーブル２に供給する給鉱樋４が設けられている。堰３の下側の残りの部分には、長手方向のほぼ全長にわたって図２の矢印１６に示すように揺動テーブル２に水を供給する給水樋５が設けられている。

給鉱樋４は、たとえば金属製のＵ字形断面の樋状部材で、給鉱タンク２０から供給された鉱石スラリーを、たとえばその下面に設けられた開口部から流出させることによって揺動テーブル２に供給する。

給鉱樋５は、たとえば金属製で上側と堰３の側が開口したＬ字型断面の樋状部材で、図示しない給水ホースから供給された水を堰３の側に流出させることにより揺動テーブル２に供給する。水は、一旦図２の上側に向かって給水樋５から流出するが、堰３に跳ね返されて下に向かって流れる。

鉱石スラリーは、揺動テーブル２の上面の勾配に従って、概ね図２の右上から左下の方向に流れる。鉱石スラリーに含まれる鉱粒のうち粒径の小さいものや比重の小さいものは、リッフル６を乗り越えやすく図２の矢印１５ａのように流れる。粒径が大きくなるにしたがって、また、比重が大きくなるにしたがって鉱粒はリッフル６を乗り越えにくくなるため、リッフル６に沿って流れるようになり、図２の矢印１５ｂ、１５ｃのように流れるようになる。この例では、鉱石スラリーに含まれる金粒子は、上流から４個目のリッフル６の端部から金線１１をなして流れ、揺動テーブル２の左端で仕切り板８によって尾鉱と分離されて精鉱側貯槽９に収容される。鉱石スラリーのうち金粒子以外の部分はテーブル２の下流端で尾鉱側貯槽１０に収容される。

図３は、給鉱タンク２０の構造を説明する図であり、給鉱タンク２０、封止管２４、支持部材２５ｂ、調節弁３０については、縦断面を示している。給鉱タンク２０は、図示しない鉱石スラリー製造施設に連通する配管１２から供給される鉱石スラリーを一旦貯留し、これを給鉱樋４に供給するための設備である。給鉱タンク２０は、鉱石スラリーを貯留する貯留部２１と、貯留部２１から給鉱樋４に鉱石スラリーを送出する配管部２２とを備えている。貯留部２１は、管状の形状で上端が開口している上部２１ａと漏斗状の形状で高さが上部２１ａとほぼ等しい下部２１ｂとを備えている。上部２１ａの下端と下部２１ｂの上端は、溶接等によって接続されている。また上部２１ａの上端の周囲には、補強のためにフランジ２１ｃが設けられている。

配管部２２は、上端が貯留部２１の下部２１ｂの下端と接続され、下端が調節弁３０の流入ポートに接続されるパイプ２２ａと、上端が調節弁３０の流出ポートに接続されるパイプ２２ｂとを備えている。パイプ２２ａとパイプ２２ｂは、例えば鋼管とし、その径は、テーブル比重選鉱機１の単位時間あたりの処理量を勘案して、流出する鉱石スラリーの流量が適切になるように定める。

配管部２２の中間には鉱石スラリーの流量を調節する調節弁３０が、下端付近には仕切り弁２３が設けられている。仕切り弁２３は、全開または全閉にすることができるが、それらの中間の開度にはできない弁である。この実施形態では、後述するように調節弁３０と封止管２４によって鉱石スラリー流を完全に遮断することができるため、仕切り弁２３は必ずしも必要でないが、安全のため設けておくことが好ましい。

調節弁３０には、空気圧により調節弁３０を駆動するアクチュエーター５０と、アクチュエーター５０を制御する制御部５１が設けられている。制御部５１は、アクチュエーター５０と電気的に接続されたコンピューターであり、アクチュエーター５０を介して調節弁３０の開度を調整する。

給鉱タンク２０の平面における中心部には、封止管２４（封止手段の一例）が設けられている（図８も参照）。封止管２４の外径は、調節弁３０の開度が最小となったときに残される円形断面の鉱石スラリー流路の直径よりやや大きい。封止管２４の上端は貯留部２１の上端から上に突出し、下端は調節弁３０の流出側端部よりも下に突出している。封止管２４の上端部付近にはボルト２５ａ、リングプレート２５ｃ、２５ｄが設けられ、封止管２４は、これらを介して支持部材２５ｂによって支持される。封止管２４の構成とその支持方法については、後述する。

図４は給鉱タンク２０の正面図、図５は給鉱タンク２０の背面図である。調節弁３０とアクチュエーター５０は、それぞれのフランジ同士が図示しない接合用プレートを介してボルトナットによって固定されている。封止管２４は、貯留部２１の上端に配置された支持部材２５ｂによって支持されている。

図６は給鉱タンク２０の左側面図、図７は給鉱タンク２０の右側面図である。封止管２４の上端付近には、リングプレート２５ｃ、２５ｄが固定されている。封止管２４は、リングプレート２５ｃ、２５ｄとリングプレート２５ｃに取り付けられたボルト２５ａによって支持部材２５ｂにつり下げるように支持されている。

図８は、給鉱タンク２０の平面図である。中央付近に開口部２５ｆが設けられた支持部材２５ｂが貯留部２１の直径方向に架け渡されている。封止管２４には、リングプレート２５ｃ、２５ｄが２組のボルトナット２５ｅによって固定されている。一方のリングプレート２５ｃには、ネジ部２５ｇが設けられ、このネジ部２５ｇにボルト２５ａがねじ込まれている。封止管２４は、リングプレート２５ｃ、２５ｄの平板部２５ｈとボルト２５ａが開口部２５ｆの周囲に引っかかるようにして、支持部材２５ｂにより支持されている。

図９は、給鉱タンク２０の底面図である。配管部２２、封止管２４、調節弁３０、の各中心は平面的に一致するように配置されている。ただし、後述するように、封止管２４は平面的に移動可能に設置されているので、調節弁３０が解放されている状態では、封止管２４の中心は配管部２２の中心から多少ずれていてもかまわない。

図１０は、封止管２４の給鉱タンク２０への取り付け方を説明する図である。支持部材２５ｂはフランジの幅に比べてウェブの高さが小さい扁平な溝型断面の鋼材である。支持部材２５ｂは、開口側を下にして給鉱タンク２０の貯留部２１の上縁に、貯留部２１の直径方向に架け渡すように固定されている。支持部材２５ｂの中央部には、封止管２４が貫通できるように４角形の開口部２５ｆが設けられている。支持部材２５ｂは貯留部２１の直径方向に配置されているので、開口部２５ｆが貯留部２１の平面的な中心に位置する。

リングプレート２５ｃ、２５ｄは、封止管２４の外径よりも僅かに大きい曲げ半径で半円状に曲げ加工された板状の金属部材で、その両端にはボルト止めのための平板部２５ｈが設けられている。リングプレート２５ｃには、ネジ部２５ｇが設けられ、このネジ部２５ｇにはボルト２５ａがねじ込まれている。リングプレート２５ｃ、２５ｄは、封止管２４の上端付近、たとえば上端から２インチ（５１ｍｍ）程度の位置を挟み込むように２組のボルト・ナット２５ｅにより固定される（図８も参照）。

リングプレート２５ｃ、２５ｄを取り付けた封止管２４を、その下端から開口部２５ｆを通して給鉱タンク２０の内部に落とし込む。そうすると、ボルト２５ａの下端部と平板部２５ｈの下端部が支持部材２５ｂの開口部２５ｆの周囲のフランジ部の上面に当接し、封止管２４の上下方向の位置が定まる。ここで、ボルト２５ａと平板部２５ｈは、支持部材２５ｂに当接させるだけで溶接等により固定することはしない。そのため、メンテナンス作業等の際に封止管２４を簡単に取り除くことができる。また、開口部２５ｆの大きさは、封止管２４の外径に対して余裕を持たせているので、封止管２４は、水平方向（図８の上下左右方向）に移動することができる。また、ボルト２５ａと支持部材２５ｂ、平板部２５ｈと支持部材２５ｂがそれぞれ接触する部分の面積は小さく、封止管２４はその接触する部分で支持されているので、接触する部分を中心に鉛直面内で回転することができる。

封止管２４の材質は、金属、合成樹脂などから移送の対象となる鉱石スラリーの性質を勘案して適宜選択すれば良いが、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）等の柔軟性のある軟質のものが好ましい。調節弁３０のスリーブ３４（図１７参照）が封止管２４の外面に当接してきたときに、封止管２４が変形することにより、封止管２４とスリーブ３４とを確実に密着させることができるからである。

封止手段は、調節弁３０の開度が最小となったときに残される流路を封止できればよく、図３の封止管２４のように給鉱タンク２０の上端から調節弁３０の下端まで達する長さを持つことは必須ではない。また、封止手段の断面形状は管である必要はなく、充実断面としてもよい。

図１１は、封止管２４の給鉱タンク２０への別の取り付け方を説明する図である。図１１では、見やすいように、封止管２４、ボルト２６ａ、支持部材２６ｂ、２６ｃの給鉱タンク２０に対する相対的な太さを強調して示している。

封止管２４の形状寸法は、図１０に示したものと同じであるが、上端付近には２個の孔２４ａが設けてある。そして、孔２４ａから両側に突出するように１本のボルト２６ａを貫通させてある。孔２４ａの位置は、図１０の場合と同様に、たとえば上端から２インチ（５１ｍｍ）程度の位置とする。

支持部材２６ｂ、２６ｃは、封止管２４を支持できる強度を持つ棒状の部材である。支持部材２６ｂ、２６ｃの断面形状は、ここでは１辺が１インチ（２５ｍｍ）程度の角形パイプとしたが、他の形状としても良い。支持部材２６ｂ、２６ｃを貯留部２１の直径方向と平行に、貯留部２１の平面的な中心を挟んで、貯留部２１の上端に架け渡すように配置する。支持部材２６ｂ、２６ｃの間隔は、封止管２４の外径よりもやや大きくする。

封止管２４を支持部材２６ｂ、２６ｃの間で貯留部２１の平面的な中心付近の位置で、給鉱タンク２０の内部に落とし込む。そうすると、ボルト２６ａの下端部が支持部材２６ｂ、２６ｃの上面に当接し、封止管２４の上下方向の位置が定まる。ここで、ボルト２６ａは、支持部材２６ｂ、２６ｃに当接させるだけで溶接等により固定することはしない。そのため、メンテナンス作業等の際に封止管２４を簡単に取り除くことができる。また、封止管２４は平面的にボルト２６ａの軸線方向（図８の左右方向）と支持部材２６ｂ、２６ｃの軸線方向（図８の上下方向）に移動することができる。また、ボルト２６ａは、支持部材２６ｂ、２６ｃと線状の部分で接触しているので、その部分を中心として鉛直面内で回転することができる。

図１２に封止手段の別の構成例を示す。この例では、封止手段として充実断面の円筒形の封止コマ２７を用いている。封止コマ２７の外径は、封止管２４と同様に、調節弁３０が最小開度となった場合の鉱石スラリーの流路の直径（図１８のＤ１）よりもやや大きくしてある。封止コマ２７の上下方向の長さは、調節弁３０の開度が最小となったときに残される鉱石スラリーの流路を封止するのに必要十分な長さとしている。この例では、封止コマ２７の上下方向の長さは、調節弁３０のスリーブ３４（図１５参照）の長さと同程度としている。封止コマ２７の材料も、封止管２４と同様に種々のものを用いることができるが、柔軟性のあるものが好ましい。

封止コマ２７の上端には、線状部材２８の一端が接続されている。線状部材２８の他端は、ボルト２６ａの長さの中央付近に接続されている。線状部材２８は、チェーン、ワイヤー等の可撓性の細長い部材である。

図１１の例と同様に、２本の支持部材２６ｂ、２６ｃを貯留部２１の上端に配置し、長さの中央付近に、ボルト２６ａを支持部材２６ｂ、２６ｃに架け渡すように置き、線状部材２８で封止コマ２７をつり下げて支持する。この場合も、ボルト２６ａと支持部材２６ｂ、２６ｃとは溶接等で固定はしない。このように配置したとき、封止コマ２７が調節弁３０の内部に来るように線状部材２８の長さを調節する。また、ボルト２６ａは支持部材２６ｂ、２６ｃに固定されていないから、封止コマ２７は、平面的に移動することができる。さらに、線状部材２８は可撓性の部材であるから、封止コマ２７は、ボルト２６ａと線状部材２８との接続点を中心に鉛直面内で回転することができる。

図１３に封止手段のさらに別の構成例を示す。封止手段が図１０と同じ形状・材質の封止管２４であり、その上端付近に２個の孔２４ａを設けてある構成は、図１０の場合と同じである。

この例では、給鉱タンク２０の側面に貯留部２１の平面的な中心を挟んで対称の位置に板状の固定部材２９ａ、２９ｂを固定する。そして、２個の孔２４ａを貫通する線状部材２９ｃの一端を固定部材２９ａに、他端を固定部材２９ｂにそれぞれ連結する。線状部材２９ｃは、チェーン、ワイヤー等の可撓性の細長い部材である。線状部材２９ｃの固定部材２９ａ、２９ｂへの連結は、線状部材２９ｃの端部を輪状にして固定部材２９ａ、２９ｂに設けたフックにかける等、着脱可能にすると封止管２４の取り外しが容易となり好ましい。図１３の構成でも、封止管２４は、線状部材２９ｃの長さ方向に移動でき、また線状部材２９ｃを中心に回転することができる。

図１４は調節弁３０の切断斜視図である。調節弁３０は、弁箱を構成するハウジング３１、３２と、弁体として機能するスリーブ３４と、スリーブを変形させるマッスル３３と配管部２２を接続する２個のリテーナー３５とを備えている。

ハウジング３１は、管状の形状の外側板３６と、やはり管状で外径が外側板３６より小さく外側板３６の内側に位置する内側板３７と、外側板３６と内側板３７のそれぞれの配管部２２が接続される側の端部（一端）を接続する接続部材３８と、外側板３６のハウジング３２と結合される側の端部（他端）に設けられたフランジ３９と、接続部材３８に設けられた突出部４０とが、たとえば鋳造により一体に形成された部材である。内側板３７の中心軸Ｃ方向の長さは、外側板３６のそれよりもやや小さくなっている。内側板３７の外径は一定であるが、外側板３６の外径は一端から他端に向かって僅かに増大している。ハウジング３１の材質は、たとえばダクタイル鋳鉄である。

ハウジング３１の形状は、ハウジング３２の形状とほぼ同一であり、外側板４１、内側板４２、結合部材４３、フランジ４４、突出部４５から構成されているが、フランジ４４に切り欠き４６が設けられている点が異なる。ハウジング３２の材質は、たとえばダクタイル鋳鉄である。

ハウジング３１のフランジ３９とハウジング３２のフランジ４４とは、複数組のボルトナット４８により結合され、ハウジング３１とハウジング３２に囲まれる空間が弁箱を構成している。

マッスル３３は、管状の部材であり、外側板３６、４１と内側板３７、４２との間の空間に、外側に僅かな空間４７を残してはめ込まれている。マッスル３３の材質は、エラストマー、たとえば合成ゴムである。

調節弁３０の弁体として機能するスリーブ３４は、管状の形状であり、調節弁３０が全開の状態では、外面が内側板３７、４２の内面に密着するように配置されている。スリーブ３４の内径は、配管部２２の内径よりもやや大きい。スリーブ３４の材質は、エラストマー、たとえば合成ゴムである。スリーブ３４が変形することにより鉱石スラリーの流路の断面積を変化させ調節弁３０の開度が調整される。このような弁の一例としては、ＰｅｎｔａｉｒＶａｌｖｅｓ＆Ｃｏｎｔｒｏｌｓ社の「Ｃ−Ｖａｌｖｅ」が知られている。

図１５は、調節弁３０の開度が最大のときの縦断面図である。２個のリテーナー３５には、配管部２２のパイプ２２ａ、２２ｂがそれぞれ接続されている。マッスル３３は、外側板３６、４１と内側板３７、４２の間の空間に完全に収まり、その内面は内側板３７、４２の内側の面と一致し、スリーブ３４の外面に当接している。スリーブ３４は、マッスル３３によって変形させられることなく、その外面が内側板３７、４２の内面に当接し、内面はまっすぐ伸びている。配管部２２、スリーブ３４の中心軸と、その中心軸が一致する位置に封止管２４が配置されている。封止管２４の外面とスリーブ３４の内面との間の空間が鉱石スラリーの流路４９となっている。封止管２４の外面とスリーブ３４の内面との間隔は一定であり鉱石スラリーの流路４９の断面積は一定となっている。

図１６は、図１５のＡ−Ａ線の断面図である。ハウジング３２、マッスル３３、スリーブ３４、封止管２４の各中心が一致するように配置されている。スリーブ３４と封止管２４との間の円環状の空間が鉱石スラリーの流路４９となっている。ただし、前述のように、封止管２４は平面的に移動可能に配置されているので、この状態では封止管２４の中心の位置は、スリーブ３４の中心と多少ずれていても差し支えない。

図１７は、調節弁３０の開度が最小のときの縦断面図である。アクチュエーター５０（図３参照）により空間４７に圧縮空気が送り込まれると、マッスル３３は、内側板３７と内側板４２との間の隙間から内側に突出するように変形し、スリーブ３４を内側に押しつける。スリーブ３４は、円弧状に変形し、Ｂ−Ｂ線の位置とその上下の近傍では、スリーブ３４の内面は封止管２４の外面に密着する。そのため、鉱石スラリーの流路４９の面積は、スリーブ３４の上下の端部では図１６と同じであるが中央に向かって滑らかに減少し、スリーブ３４と封止管２４とが密着する部分ではゼロとなる。

図１８は、図１７のＢ−Ｂ線の断面図である。空間４７の面積は、空気圧の変動により、図１６の場合に比べで増大している。それによって、マッスル３３とスリーブ３４は中心に向かって縮小し、スリーブ３４の内面は封止管２４の外面に密着する。

図１９は、図１８と同じく図１７のＢ−Ｂ線の断面図であるが、封止管２４または封止コマ２７がない場合、すなわち調節弁３０の本来の最小開度の状態を示す図である。スリーブ３４の内面の直径Ｄ２は、封止管２４の外面の直径Ｄ１（図１８参照）よりもやや小さくなっている。たとえば、Ｄ２が２インチ（５１ｍｍ）の場合、封止管２４として内径が２インチのＨＤＰＥ管を用いれば外径Ｄ１が約２．４インチ（６１ｍｍ）となり好適である。

図２０に制御部５１による調節弁３０の開度調整の例を示す。縦軸がバルブの開度（％）を、横軸が時間（秒）を示している。ここで、「開度」は、封止管２４も入った状態の調節弁３０の中心（図１５のＡ−Ａ線）での、全開時の流路断面積に対する、ある開度の状態における流路断面積の割合である。

（ステップ０：準備）
鉱石スラリーを前工程から連続する配管１２（図１参照）を通じて、給鉱タンク２０に供給する。この際、調節弁３０の開度は最小にし、調節弁３０以降の流路に鉱石スラリーが流れることがないようにする。仕切り弁２３も閉じておく。引き続き、調節弁３０の開度を調整して、鉱石スラリーを揺動テーブル２に向けて移送するが、鉱石スラリーの移送が開始された後も、給鉱タンク２０への鉱石スラリー供給は連続しても良いし、断続的に供給しても良い。

（ステップ１：開度＝大）
ステップ１では、仕切り弁２３を開き、調節弁３０の開度を大（たとえば、５０％）とし、後述するステップ３に比べて短時間（たとえば、５秒間）保持する。調節弁３０の開度が０％（ステップ０の状態）では、鉱石スラリー流量はゼロであるため、最初は鉱石スラリーが流れ始めるようにするため、また、開度が不充分だと一旦流れ始めても閉塞を起こすため、開度を大きくする。このように操作することで、確実に流れ始め、閉塞を起こさない鉱石スラリー流れを形成する。この間、鉱石スラリー流量は非常に大きくなる。

（ステップ２：開度＝中）
ステップ２では、調節弁３０の開度を中（たとえば、１５％）とし、後述するステップ３に比べて短時間（たとえば、５秒間）保持する。ステップ２での調節弁３０の開度は、後述するステップ３での開度に比べると大きく（たとえば、ステップ３での開度の１．５倍程度）、ステップ１の開度に比べると大幅に小さい。このように操作することで、ステップ１で形成した、確実に流れ始めて閉塞を起こさない状態の鉱石スラリー流れの状態を維持しつつ、スラリー流量を絞ることができる。ステップ３の開度まで一気に絞ると、鉱石スラリー流量はより絞れたとしても、配管部２２の閉塞を起こしやすくなる場合があるからである。

（ステップ３：開度＝小）
ステップ３では、調節弁３０の開度を３つのステップのなかで最も小さく（たとえば、１０％）し、この開度を保持する時間は、ステップ１〜３を通じて給鉱される量が必要量に達する時間（たとえば、１２０秒間）保持する。このように操作することで、鉱石スラリー流量としては充分に絞れた状態に制御され、閉塞を起こさない鉱石スラリー流れを維持することができる。ステップ３での調節弁３０の開度は、鉱石スラリーの流量が、給鉱樋４が単位時間あたりに揺動テーブル２に供給すべき鉱石スラリーの量よりやや小さくなるようにし、ステップ１〜３から成る１給鉱サイクルを通じて給鉱樋４に供給される鉱石スラリーの量が１給鉱サイクルの間（たとえば、１３０秒）にテーブル比重選鉱機１が処理する鉱石スラリーの量とほぼ等しくなるようにする。

通常、貯留部２１には、１回の給鉱サイクルで移送される鉱石スラリー量の１０倍以上の鉱石スラリーが貯留されているため、連続的に操業する際は、給鉱サイクルを繰り返し操作する。

図１７に示した通り、調節弁３０はスリーブ３４を変形させて開度を調節する構造となっている。調節弁３０の開度を絞った際、鉱石スラリー流れの中心線に沿った断面形状が、鉱石スラリー流れに対して円弧状の曲線となっている。すなわち、鉱石スラリー流にとっては、調節弁３０の端部から中心部に向かって滑らかに流路の断面積が減少している。そのため、調節弁３０は、バタフライ弁や仕切り弁などと比較して、鉱石スラリーが配管を閉塞する作用（鉱石スラリー中の固形分がアーチを形成する作用）が分散されるために、流路の断面積が小さくても、閉塞しにくい構造となっている。

更に、本発明では、調節弁３０の最小開度において、残されている流路断面にぴったりとはまり、しかも適度な柔軟性を持つ封止管２４を、水平方向に（図１６で左右上下に）自在に振れるように配置している。このため、仮に微小なアーチ形成が始まったとしても、この局所的な鉱石スラリーの塊が封止管２４の外壁面を押して通り抜けることができるので、閉塞は起こりにくくなる。

給鉱タンク２０では、調節弁３０はエラストマーから成り弁体として機能するスリーブ３４により鉱石スラリーの流路断面積を変化させる構造となっているので、配管部２２の閉塞が起こりにくい。そして、封止管２４または封止コマ２７は、調節弁３０が鉱石スラリーの流路断面積が最小となるように調整されたときに流路を完全に封止することができる。そのため、給鉱タンク２０によれば、配管部２２から供給される鉱石スラリーの流量を自在に調節して安定した給鉱量を確保することができる。

封止管２４または封止コマ２７を軟質の材料で構成すれば、スリーブ３４に押圧されたときに変形することができるため、多少の形状のゆがみ、たとえば円形断面の場合真円からのずれ、を吸収して調節弁３０の開度が最小となっているときに、流路を確実に封止することができる。特に、封止管２４のように封止手段を円管形状とするとこのような変形をしやすくなり好ましい。また、封止管２４または封止コマ２７の外面に多少の凹凸があっても、スリーブ３４を密着させることができる。

封止管２４または封止コマ２７は、水平方向に移動できるように配置されている。そのため、鉱石スラリー中の固形分によるアーチ形成作用を妨げ、配管部２２の閉塞が起こりにくくなっている。また、封止管２４または封止コマ２７の中心軸が配管部２２の中心軸から多少ずれていても、スリーブ３４に押されたときに水平方向に動くことができ、流路を完全に封止することができる。

図１０、１１、１３のように、封止管２４の上端が貯留部２１の上端よりも上に位置するようにし、封止管２４が鉛直面内で回転可能なように、貯留部２１に支持されるようにすれば、簡便な構成で、調節弁３０の位置での水平方向の移動を実現することができる。

制御部５１は、図２０に示した給鉱サイクルに従って調節弁３０を制御する。そのため、ステップ１では、鉱石スラリーが閉塞を起こすことなくスムーズに流れ始めることができる。ステップ２では、安定した鉱石スラリーの流れを維持しつつ流量を絞ることができる。ステップ３では、鉱石スラリー流量が十分絞られた状態で閉塞を起こさない鉱石スラリー流れを維持することができる。給鉱タンク２０によれば、このような給鉱サイクル全体を通じて、テーブル比重選鉱機１が必要とする量の鉱石スラリーを過不足なく安定して供給することができる。

１テーブル比重選鉱機、２揺動テーブル、３堰、４給鉱樋、５給水樋、２０給鉱タンク(給鉱設備）、２１貯留部、２２配管部、２４封止管（封止手段）、２７封止コマ（封止手段）、３０調節弁、３４スリーブ（弁体）、５０アクチュエーター、５１制御部

Claims

鉱石スラリーを貯留する貯留部と、
前記貯留部から前記鉱石スラリーを排出する配管部と、
前記配管部に設けられ、エラストマーから成る管状の弁体を変形させることにより前記配管部の流路の断面積を変化させる調節弁と、
前記調節弁の内部に配置され、前記調節弁が前記流路の断面積が最小となるように調節された際に前記流路を完全に封止する封止手段と、
を備えた給鉱設備。
前記封止手段は、軟質の材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の給鉱設備。
前記調節弁が前記流路の断面積が最小となるように調整された際の前記流路の断面形状である最小断面は円形であり、
前記封止手段の断面形状は、前記最小断面の直径よりも直径のやや大きい円形であることを特徴とする請求項２に記載の給鉱設備。
前記封止手段は、管状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の給鉱設備。
前記封止手段は、水平方向に移動可能に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の給鉱設備。
前記封止手段の上端は、前記貯留部の上端より上に位置し、
前記封止手段が鉛直面内で回転可能なように、前記封止手段の上端付近が前記貯留部に支持されることを特徴とする請求項５に記載の給鉱設備。
前記調節弁の開度を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記調節弁の開度を第１の時間の間、大開度とする第１のステップと、
前記調節弁の開度を前記第１の時間と同程度の第２の時間の間、中開度とする第２のステップと、
前記調節弁の開度を前記第１の時間と前記第２の時間に比べて長い第３の時間の間、小開度とする第３のステップと、から成る給鉱サイクルを１回または複数回実行して前記鉱石スラリーの供給を行うことを特徴とする請求項１に記載の給鉱設備。
鉱石スラリーを貯留する貯留部から配管部を介して鉱石スラリーを選鉱機に給鉱する方法において、
前記配管部に、エラストマーから成る管状の弁体を変形させることにより配管部の流路の断面積を変化させる調節弁を設け、
前記調節弁の内部に、前記調節弁が前記流路の断面積が最小となるように調節された際に前記流路を完全に封止する封止手段を設けて、この封止手段により前記鉱石スラリーの給鉱を遮断することができるようにしたことを特徴とする給鉱方法。