JP2532231B2 - エネルギ−効率の高い粉砕方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は岩石、石炭、その他の鉱石等を粉砕する方法
及び装置で、粉砕の資本及び運転コストを削減可能な方
法及び装置に関する。特に本発明は、破砕機の生産効率
を高めると同時に、その後の製粉コストを減少せしめる
方法で円錐形の粉砕機に液体を導入することに関するも
のである。

従来の技術 通常の粉砕方法は、適当なサイズの製品が得られるま
で、一連の破砕機、スクリーン及び粉砕機に原石を通す
ことから成る。増大する資本及び運転コストに鉱石の品
質低下が加わり、鉱山の経営者達は作業を能率化して、
トン当り生産コストの削減を図らざるを得なくなってき
た。

高い粉砕効率を達成する一つの方法として採取原鉱の
サイズを小さくすること、つまり２つのたわまない硬質
表面の間に原鉱を入れ充分に高い圧縮力の下で圧縮して
サイズの減少と共に粒子のブリケット化を達成すること
が提案されている。ブリケットは、その後の粉砕／打砕
機の製品として通常得られる最終製品級の原料を30〜50
％含んでいるのが好ましい。このような方式による原鉱
から製品への変換は、それまでの粉砕機で行なわれる同
じ変換と比べ、10％以上エネルギー消費を節約できると
主張されている。この場合、高い圧縮力を加える前に適
切な液体を原鉱に混ぜると、液体を混ぜないで形成した
ブリケットと比べ低強度のブリケットが得られることも
指摘されている。

しかし、この方法には次のような幾つかの欠点があ
る:1）最大サイズを減じ、30〜50％の最終製品級原料を
生じ、さらに製品をブリケットに塊状化するという多面
目的のため、各粉砕機の容量が制限される（約20トン／
時）;2）ブリットの打砕のため、追加のエネルギー消費
が必要である；及び３）原鉱を圧縮してサイズを減じる
のに使う表面の摩損が激しい。伝統的に高い生産性の鉱
山作業は上記のような高圧縮力装置を何台か必要とし、
この方式を実施することで、資本及び運転両コストにお
いて大きな節約が得られるとは見込まれない。従って、
すでに存在している高容量の破砕及び粉砕機の生産性を
エネルギー消費全体を大巾に節約しながら高められる非
ブリケット化粉砕方式の方が、より優れ経済的に実施可
能な方法につながる。

水の存在下で破砕すると、ダスト、粉砕チャンバー内
での原鉱詰まり、及び破砕製品内における細粒塊の比率
を減じられることが以前から知られている。粉砕工程で
必要なエネルギーを減少する別の方法は、破砕機内に水
を導入して、４％の固定を含むスラリーを形成すること
である。ジョー付破砕機によるテストは、湿式破砕工程
で硬質石炭の破砕率が74％増加し、軟質石炭の破砕率が
121％増加することを示している。さらに従来の乾式破
砕と比べ、電力消費は約66％減少する。

発明が解決しようとする問題点 上記の基本的な湿式破砕方法の主な欠点は、スラリー
内における固体の極めて低い比率が大規模の商業的な粉
砕作業に適さないことにある。つまり、円錐形破砕機と
固定30〜60％のスラリーを用いた上記湿式破砕方法の分
析によると、破砕機内に水を導入する場合に必要な破砕
機の馬力減少は、その方法を実施するのに必要な付設の
ポンプ及び分級器で消費される追加の動力によって実質
上相殺されることが示されている。

すなわち、従来の方式より少いエネルギーでよく、必
要な資本及び運転資源が少くてよい経済的に実施可能な
粉砕方法が以前から望まれている。

従って、本発明の主な目的は、原石１トン当りの電力
消費量を減少できる改良された粉砕方法を提供すること
にある。

本発明の別の目的は、破砕工程において水等のキャリ
ヤ液体を使用し、資本及び運転両コストで商業的に実現
可能な減少を達成する粉砕方法を提供することにある。

本発明の更なる目的は、破砕段階及び最終粉砕段階の
両方でより高い効率をもたらす粉砕方法を提供すること
にある。

本発明の更に別の目的は、通常の円錐形破砕器を水フ
ラッシュ破砕可能な破砕機へ容易に改造するのに使える
装置を提供することにある。

発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明の粉砕装置及び方法は、破砕機の生産効率が著
しく増加されるとともに、製品が細粒塊の含有率が低く
比較的薄いフレーク状製品から成るように、円錐形破砕
機と組み合わせて水等の流体を用いることに係わる。こ
の製品は粉砕コストを著しく節約しながら、ボールミル
またはペブル（小石）ミル内で容易に粉砕可能である。

すなわち、本発明の方法及び装置は、破砕チャンバ全
体が連続的に湿潤化されるように、液体を破砕機に加え
ることを含む。水を破砕チャンバ内に導入する利点は、
破砕によって生じた微粒物が破砕チャンバから洗い流さ
れ、生産効率が向上することにある。破砕機は、ヘッド
の開き距離を変えたりその回転速度を増すことによって
調整される。上記の調整と水の導入の組み合わせによ
り、通常の円錐形破砕機でも、細粒塊の含有率が低く、
著しく高い容量のフレーク状破砕物を生成可能となる。

細粒塊の減少は、粉砕ミルの前に分級機を設けずに、
粉砕ミルで直接破砕物を処理可能とする。このフレーク
状物の細長い形状は立体状の粒子と比べて壊れ易く、粉
砕ミルの粉砕効率を著しく上昇させる。

後続の粉砕段階におけるエネルギーは、特有な形状特
性のため実質上微細な供給原料であるかのように粉砕ミ
ル内で挙動する供給原料（液体フラッシュ式粉砕機の製
品）を粉砕ミルに供給することによって節約される。つ
まり本発明の方法は、従来技術で意図されていたように
粉砕前に前粉砕するのでなく、粉砕前に前破砕すること
として特徴付けられる。

本発明の新規な特徴及び利点は、図面を参照した以下
の説明から明らかとなろう。

実施例 次に図面を参照すると、第１図は例示を目的として、
Gieschenの米国特許No.4,478,373に開示された円錐形破
砕機で、本発明のプロセスに合わせて変更された粉砕機
の簡略図を示す。尚各図面中、同じ参照番号は同じ構成
要素を表わしている。また、本発明はここに示す特定の
円錐形破砕機に制限されず、通常の円錐形破砕機の任意
のもので実施できることが理解されるべきである。

破砕機10は鋳鋼部材で形成された中央ハブ14を有する
フレーム12を備え、中央ハブ14は円筒状の支持シャフト
20を受け入れるのに適した上向き拡開状の垂直孔18を形
成する肉厚の環状壁16を有する。破砕物を取り出すた
め、複数の放出ポート19が設けられる。フレーム12は中
央ハブ14から外側へ向かい、駆動ピニオン22を取り囲む
ように延びている。ピニオン22を含む中間軸32を軸受30
を介して収容する中間軸ボックス28が、ハウジング24と
外側シート26によって支持されている。

中間軸32は、36で示すようにチャネル状溝が形成され
Ｖベルトまたはその他モータ等適切な駆動手段（図示せ
ず）を受け入れる適切な外部プーリ34によって回転され
る。駆動ピニオン22は、環状ブッシュ42を介して支持シ
ャフト20を中心に回転可能な偏心体40にボルト止めされ
た環状ギヤ38と係合する。

円筒状の支持シャフト20は偏心体40の上方へ延び、ソ
ケット軸受または球状シート44を支持する。ソケット軸
受44に対し、ヘッド組体48全体を支持する球状の上方軸
受46が着座されている。ヘッド組体48は円錐形状を持つ
ヘッド部材50から成り、その周囲にマントル51が配置さ
れている。ヘッド部材50から内方へ延びた従動体52が偏
心体40の周囲に配設され、その外面と係合する。

筒状の主フレーム胴54が、中間軸ボックス28から上方
へ突き出ている。主フレーム胴54の上部は、調整リング
シート56として周知なクサビ状部を持つ環状リングに終
端する。リングシート56は通常、該シート56の真上に位
置した環状の調整リング58を支持する。

調整リング58の内側環状面はラセン状にネジ切りさ
れ、これと相補的にネジ切りされた破砕ボウル60の外側
環状面を受け入れる。従って、破砕ボウル60の回転につ
れ、該ボウル60の調整リング58に対する相対位置が調整
され、各破砕部材の設定が変更される。破砕ボウル60の
上方延出部は水平フランジ62に終端し、この水平フラン
ジ62に下向きに延びた環状調整キャップリング64がボル
ト止めされている。

水平フランジ62の頂面に沿った複数の離間位置で、原
料供給ホッパー66がボルト止めしてある。ホッパー66は
ボウル60で取り囲まれた開口内に延び、原料を破砕機内
に入れるための中央開口68を備えている。

ボウル60は破砕表面を与える上方ライナー70をさらに
備え、ヘッドマントル51が投入原料を破砕表面に対して
旋動させながら作用せしめる。破砕キャビティまたはギ
ャップ71がマントル51と上方ライナー70の間に位置す
る。破砕ギャップ71の重要さについては後で詳述する。

複数の垂直に延びた支持シャフト72が水平フランジ62
に固定されている。これらの支持シャフト72は、供給プ
ラットフォーム74をホッパー66の上方に固定支持するの
に構成配置されている。供給プラットフォーム74は、供
給入口78を取り囲む環状粒子バリヤ76を備えている。供
給入口78は垂直方向下方に延びたシュート80を含み、該
シュート80はホッパー66の口内へと延出する。

破砕機10の動作は、ボウルライナー70の境界内におけ
る垂直支持シャフト20を中心としたヘッド50の偏心旋動
によって成される。この偏心旋動は、95で示した閉側つ
まり破砕側と96で示した開側をヘッド50が交互に繰り返
すサイクルから成る。投入原料は、開側を通過できるよ
うに充分小さくなるまで破砕される。ヘッド50は連続的
に旋動しているので、必ず一部の原料が破砕されてお
り、開側の排出ポート19を通過している。

破砕機10は所定の設定を有し、ヘッド50が95のように
閉じているときのライナー70とマントル51間の距離が所
定値に設定されるものである。96における最も広い開口
と95における最も狭い開口との間におけるヘッド50の変
位が通常、“破砕ヘッドの開き距離”あるいは単に“開
き距離”と呼ばれる。開き距離は破砕機のサイズに依存
し、偏心体40の偏心度を変えることによって変更され
る。

次に第２〜４図を参照すると、水フラッシュスプレー
装置82は少くとも１つの‘L'字状ブラケット84から成る
締結手段及び対応するアイレット86とボルト88によっ
て、供給プラットフォーム74の下側に固着されている。
スプレー装置82は各種の態様を取り得るが、本発明にお
いてはパイプから成るループ90が構成され、好ましい実
施例のループパイプは約４〜６インチの直径を有する。
また好ましい実施例において、ループ90はシュート80を
取り囲むように配置され、水またはその他の与圧流体る
あいは空気等の圧縮ガス等から成る媒体源に接続された
同径の入口ステム92に溶接されている。本発明では、こ
の場合水である破砕媒体がそれを複数の比較的小径の開
口93を通じて流出させることによって与圧される。

１インチ径のパイプ片から成る複数のノズル94が、好
ましくは溶接によって開口93内に固着されている。ノズ
ル94は液体の流れをヘッド組体48の全周に沿って破砕ギ
ャップ71内へ差し向けるように配置されているので、ラ
イナー70の全領域が洗い流される。図示例ではこれらの
ノズル94が垂直下方を向いているが、その他の構成も使
用可能である。本発明の寸法を持つスプレー装置82を使
えば、水の流量は円錐形破砕機のキャビティ内において
30〜85％（重量）の範囲の固体を含むスラリーを生成す
るように調整できる。

破砕機10の稼働中、ノズル94からのスプレーは中央開
口68を通って破砕チャンバ内に入り、そこで破砕前に投
入原料と混合する。水が破砕ギャップ71の全周へ連続的
にぶつかるとき、破砕機の生産性増加が最も顕著になる
ことが観測されている。

現時点で好ましい方法 更なる粉砕のため“水フラッシュ”式破砕機がボール
ミルまたはロッドミルと組み合わせて使われる場合、破
砕機から出る破砕物の最終形状が、ミル内でより容易に
粉砕されることによって破砕機／ミルの全システムの効
率を向上させることが見い出されている。すなわち、よ
り多くの量のよりフレーク状の破砕物が供給原料として
粉砕ミルに至ることが見い出された。物質流のフレーク
度は、立方状と反対に広くて平らなつまり平面状の粒子
の比率によって決まり、1971年にフランスパリ、デュノ
所在のCentral Laboratory of Highways and Bridgesか
ら刊行された「粒体のフレーク度指数測定用の作業手順
Ｇ−11」に記述されているような標準形のフレーク度テ
スト装置を使って定量化できる。

つまり、破砕物のフレーク度を増すことが本発明の別
の目標を成す。通常のヘッド開き距離と回転速度にセッ
トされた円錐形破砕機は、約15％のフレーク状物を含む
破砕物を生じる。通常（乾式）の円錐形破砕機において
ヘッドの開き距離を減じ且つ回転速度を増すと、フレー
ク度の比率は通常の15％から約10％へ減少することが見
い出された。この減少は設定時より大きい粒子の真円度
に基因するもので、その結果細粒塊の生成量が増す。つ
まり、開き距離の減少とそれに対応した偏心体速度の増
大は、通常の破砕機の生産効率を著しく減少せしめる。

さらに、可能な最小の破砕物を得るように破砕ボウル
が最低の設定にセットされている状況では、破砕キャビ
ティ内に生じる細粒塊がケーキ状物の堆積を高め、これ
によって破砕リングが“跳ね返って”通常の動作を妨
げ、生産効率を減じるとともに破砕機の使用寿命を著し
く短くする。

しかし、開き距離をもっと減じ回転速度をもっと増し
た破砕機に上記のスプレー装置を介して水を加えると、
フレーク状物の比率が全破砕物中の約30％に上昇するこ
とが見い出された。これは明らかに、水が細粒塊を破砕
チャンバから洗い流し、キャビティ内にケーキ状物が形
成するのを防いでいるからである。

好ましい実施例では生産効率が高める媒体として主に
水を用いるが、他の流体も使用可能である。例えば、空
気等の与圧ガスを破砕キャビティ71内に指し向け、細粒
塊の除去と破砕物の移動を促進してもよい。空気は勿論
水のように重力の作用を受けないので、真空ポンプ等通
常の手段によって排出ポート19の近くに真空を形成し、
空気を破砕物と共に破砕機の内部を通じて引くようにす
る。

また、本プロセスによるフレーク状製品はボールミル
あるいはペベルミル内でよりた易く粉砕されることも見
い出された。この粉砕効率の上昇をもたらす最も有力な
原因は、通常の“乾式”破砕で生じる立方状粒子と比
べ、フレーク状粒子の方がそれらの平坦面に対して直角
に加わる力によって割れ易いためと考えられる。

定量的に見ると、ヘッドの開き距離を通常の開き距離
の約10〜15％減少させた破砕機に水に導入し、ヘッドの
回転速度を通常速度の約110〜200％に高めた場合、破砕
機の生産高は、同じ破砕ボウルの設定だが通常の開き距
離及び回転速度で稼働する従来の同一乾式破砕機の約11
0〜200％に増加した。

これらの知見を総合すれば、従来の粉砕プロセスの資
本及び運転コストが本発明のプロセスによって著しく減
少可能なことが示される。ここで従来の閉回路式粉砕プ
ロセスを示した第５図を参照すると、新たな供給原料98
が自生または半自生ミル100内に入れられる。自生ミル
は粗大物と微細物を生じ、粗大物は搬送手段102によっ
て通常の円錐形破砕機104に送られ、微細物は搬送手段1
06によって分級機108に送られる。搬送手段は、運搬す
べき物質の水含有量に応じコンベヤあるいはスラリーパ
イプラインとし得る。破砕機104の破砕物は搬送手段110
を介してミル100に送り戻されるので、破砕機104はミル
100と共に閉回路を成すと称される。分級機108は搬送手
段106,108を介して投入された供給物を製品級の微粒物
と粗粒物に分け、微粒物は搬送手段112を介して外部に
運び出され、粗粒物は搬送手段116を介してボールミル
またはペベルミル114に循環される。ミル114から排出物
は、搬送手段118を介して分級機108に入る。

第６図は、第５図に示した従来の方式を本発明のプロ
セスがいかに簡単化し改善可能かを示している。第６図
では、水フラッシュ装置82を備えた円錐形破砕機120が
従来の破砕機104と置き換えられている。水フラッシュ
式破砕によるフレーク状物含有量の増大と細粒塊含有率
の減少により、破砕物は搬送手段122を介してボールミ
ル114へ直接送入可能となる。ボールミルに生産性上の
制約があれば、ループ110を介した部分的または完全な
迂回をオプションとして使える。水を破砕機に加える割
合は一般に、ボールミル114へ補充水を加えなくてよい
ように決められる。半自生ミルから鋼球が逸出するのを
磁気分離器で防ぎ、破砕機120への供給物にボールが含
まれないようにすることは極めて重要である。第６図の
フローシートは第５図のフローシートの総容量を20％以
上増大させ、これは112で得られる製品のトン当り総コ
ストを低下せしめる。さらに、本発明のプロセスは従来
のプロセスよりスライム（岩粉）を生じる量が少い。

次に第７図を参照すると、第３破砕機からの供給物12
6を受け取るロッドミル124を用いた従来の粉砕プロセス
が示してある。ロッドミルは通常ボール／ペベルミル用
の供給物調整装置として使われるが、資本及び運転両コ
ストが共に高いため、ロッドミルの用途に代る適切な代
替物が長い間求められている。

第８図は本発明のプロセスを示し、このプロセスでは
ボールミル114内における粉砕挙動に係わる限り、水フ
ラッシュ装置82を備えた円錐形破砕機120がロッドミル1
24によるものと極めて同等に挙動する破砕物を生じる。
これは、可能な最低のボウル設定に調整された円錐形破
砕機に水フラッシュが施されて、望ましくない破砕リン
グの“跳ね返り”を生じる恐れを伴わずに微細物を生成
できるからでる。さらに、破砕機からのフレーク状物は
ボール114内でより容易に粉砕される。円錐形破砕機は
初期コストが安価で、同容量のロッドミルよりもはるか
に容易に保守できることは確認されている。つまり、11
2で得られる製品のトン当り総コストの著しい低下が期
待される。また製品流112におけるスライム含有量は、
従来のプロセスよりも少くなると見込まれる。

次に第９図を参照すると、スクリーン128が第２破砕
機からの供給物130を、132に貯蔵される微細物と、132
へ貯蔵されるのに充分なほど微細になるまで搬送手段13
4を介して通常の第２円錐形破砕機104へ送られる粗大物
とに分離する従来の粉砕システムが示してある。貯蔵箇
所132における微細物の最大サイズに応じ、ロッドミル1
24と標準形または大径のボールミル114が使われる。一
般に、0.75インチ径の供給物はロッド／ボールミルの組
み合わせ構成を必要とし、0.5インチ径の供給物は一段
のボールミルで処理できる。そして供給物は、ボールミ
ル114、搬送手段118、分級機108及び搬送手段116から成
る回路を介して送られ、所望な度合いの粉砕を達成す
る。

これと対照的に第10図は、本発明の方法及び装置が第
９図の粉砕システムを簡単化するのにいかに使われるか
を示している。第３の円錐形破砕機104を水フラッシュ
式円錐形破砕機120とボールミル114へ至る直結スラリー
ライン122で置き換えることによって、スクリーン128、
搬送手段134,136及びオプションのロッドミル124の使用
は全て除かれ、112で得られる製品のトン当り総コスト
が著しく節約される。

破砕機120とボールミル114の間に直結スラリーライン
122が存在することで、従来の貯蔵場所132は、第２の破
砕が完了し且つ供給物が水フラッシュ式破砕機120に入
る直前の138へ移し変えられる。例えば、破砕機から放
出される供給物のボールミル114入口への直接的な重力
供給によってライン122を通じたスラリーの不必要なポ
ンプ送りを取り除くため、破砕機120はボールミル114に
できるだけ接近して配置すべきである。スラリーのポン
プ送りが不要になれば、かなりの量のエネルギーが節約
される。貯蔵箇所138からの供給物は、搬送手段134を介
して水フラッシュ式破砕機120に運ばれる。破砕機以降
のプロセスは、第６図に示したものと同じである。

次に第11図を参照すると、一部のプロセス用途におい
ては水フラッシュ式破砕機120とボールミル114の有用度
が完全に両立しないことがある。破砕機120の有用度が
ボールミル114の有用度より低い場合、破砕機120のサイ
ズはボールミル114より適度に高い公称容量を与えるよ
うに選ばれる。破砕機120からの排出物は一時貯蔵のた
め、搬送手段123を介して溜めつまり保管タンク140に向
けられる。そして、ボールミル114が保管タンク140から
搬送手段152を介し所望の流速でスラリーを受け取る。

上記の他、スラリー中における粒子の沈澱によるため
溜め140内での貯蔵が望ましくない場合には、破砕機120
の排出物が搬送手段123を介し、スクリーンまたは同様
の装置から成る脱水装置142に運ばれる。脱水装置142が
スラリーを分離して微細鉱貯蔵箇所144とリサイクル水
の供給源146とに送り、リサイクル水は搬送手段（図示
せず）を介して破砕機120またはその他のプロセス用途
のために搬出される。貯蔵箇所144は追加の排水能力を
備えている。搬送手段154が必要に応じて微細鉱を、貯
蔵箇所144からボールミル114へと運ぶ。

前述したように破砕機120の公称容量をボールミル114
より高く選定する代りに、破砕機120をボールミル114の
公称容量と一致するサイズに維持し、別個であるが同等
の水フラッシュ式破砕器121を備えることもできる。破
砕機121が搬送手段135を介し供給物を受け取って破砕ス
ラリーを生じ、破砕スラリーは搬送手段150を介してボ
ールミル114、溜め140または脱水装置142に運ばれる。
破砕機120の保守時、供給物は破砕機121の方へ向かわせ
ることができ、その逆も可能である。こうして、ボール
ミルが生産に作用可能である限りの間、ボールミル114
へ向かう供給物の連続的な流れが保たれる。ボールミル
114の保守時には、両破砕機120,121への供給物134は停
止される。供給物134が停止されないと、破砕機120及び
／又は121からの排出物が搬送手段123を介して溜め140
または貯蔵箇所144（これは脱水装置142を介し）に送ら
れる。破砕機121の追加資本コストは、停止時間の節約
によって充分以上に相殺される。

例 １ 円錐形破砕機の生産量を、まず従来の乾式破砕を用
い、次いで４インチ径のパイプと12個のノズルを備えた
水フラッシュ式破砕機を用いてテストした。テストデー
タは、湿式破砕の方がより大きい馬力を必要とするが、
生産量の大巾な増加で生産量トン当りの所要馬力は50％
以上減少することを示している。

例 ２ 閉回路接続の第３乾燥円錐形破砕機の後に閉回路接続
のボールミルを配置して別のテストを行なった。その結
果を、開回路接続の水フラッシュ式第３円錐形破砕機の
後に同じ開回路接続のボールミルを配置したものに回路
構成を変更して得られた結果と比較した。比較データ
は、設定値を広くした乾式破砕機の方が設定値を狭くし
た水フラッシュ式破砕機より効率的であることを示して
いる。つまり例１と比べると、設定値が広くなるほど、
乾式破砕機の生産量は大きくなる。しかしこの生産量の
増大はほぼ立方状の粒子形状を伴なうため、粒子を粉状
に粉砕するのにより多くのエネルギーを必要とする。一
方、水フラッシュ式破砕ではフレーク度が増すため、ボ
ールミル内で得られるトン生産量当りの所要馬力は著し
く減少する。従ってここでも、必要な総馬力で約50％の
減少が達成されている。

乾式破砕 湿式破砕 破砕機 設定値 5/16″（インチ） 1/16″ 稼働馬力 121 129 生産量（STPH） 69.20 51.5 馬力／小トン生産量 1.75 2.50 ボールミル 稼働馬力 4.43 3.09 生産量（STPH） 0.19 0.30 馬力／小トン生産量 23.58 10.30 総馬力／小トン生産量 25.33 12.80 発明の効果 以上述べたように、本発明の方法及び装置は、資本及
びエネルギー両コストを著しく減少させて鉱石の粉砕を
達成可能な手段を与える。

水フラッシュ式方法及び装置の特定実施例を図示し説
明したが、発明の広い意味においての範囲を逸脱せずに
多くの変形及び変更が可能なことは当業者にとって明ら
かであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いられる円錐形破砕機の断面図を示
す； 第２図は第１図に示した水フラッシュ装置で使われる取
付手段の部分断面拡大図； 第３図は第１図に示した水フラッシュ装置の下面の平面
図； 第４図は第３図に示した水フラッシュ装置の拡大側面
図； 第５図は粉砕の従来法のフロー図； 第６図は粉砕の本方法のフロー図； 第７図は粉砕の別の従来法のフロー図； 第８図は第７図の方法を改善した本発明の代替実施例を
示すフロー図； 第９図は粉砕の更に別の従来法のフロー図； 第10図は第９図の方法を改善した本発明の代替実施例を
示すフロー図；及び 第11図は第10図の方法の代替実施例を示すフロー図であ
る。 10;120,121……破砕機、20……支持シャフト、32,34,3
6,38……駆動手段、40……偏心体、48……ヘッド組体、
50……ヘッド部材、51……マントル、54……下方フレー
ム組体、58……上方フレーム組体、60……ボウル（円錐
体）、70……ボウルライナー、71……破砕ギャップ（キ
ャビティ）、74……供給プラットフォーム、78……供給
入口、80……供給シュート、82……液体差し向け手段
（水スプレー装置）、90……ループ（導管）、93……開
口、94……ノズル、100……自生又は半自生ミル、114…
…ボールミル、138;144……貯蔵箇所、140……保管手段
（溜め）、142……脱水装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−87850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−136662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−81954（ＪＰ，Ａ)

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】規定の最大ヘッド径を有し、原料物質の供
   給入口、対応した最大ヘッド径の円錐状ヘッド、及び環
   状の内側ボウルライナーを備え、ヘッドの環状外側マン
   トルが投入される原料物質をボウルライナーに対する回
   転サイクルにおいて破砕し、上記ボウルライナーとマン
   トルが両者の間に円周ギャップまたはキャビティを画成
   する円錐形破砕機によって鉱物を破砕する方法で、該破
   砕機が規定のヘッド開き距離と回転速度特性を有するも
   のにおいて、 破砕可能で粒状の物質供給源を設けること、 液体の流れを上記ボウルライナーとマントルの間のギャ
   ップ内に差し向け、上記ボウルライナーとマントルの限
   定するギャップが常時湿潤化され、上記液体が供給物質
   と混合して破砕キャビティ内でスラリーを形成するよう
   に成すことを含み、 上記破砕機内におけるスラリーの破砕が、破砕物質中の
   フレーク状粒体を高い比率で生成することを特徴とする
   方法。
2. 【請求項２】30〜85重量％の固体比率でスラリーを生じ
   るのに充分な液体を上記ギャップに導入することを更に
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。
3. 【請求項３】上記ヘッドの開き距離を上記規定の設定値
   から減少することを更に含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
4. 【請求項４】上記ヘッドの開き距離を上記規定の開き距
   離の10〜50％に減少することを更に含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の方法。
5. 【請求項５】上記ヘッドの回転速度を上記規定の速度か
   ら増加することを更に含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の方法。
6. 【請求項６】上記回転速度を上記規定の速度の110〜200
   ％に増加することを特徴とする特許請求の範囲第５項記
   載の方法。
7. 【請求項７】上記液体が水であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
8. 【請求項８】原料物質をエネルギー効率よく粉砕するプ
   ロセスであって、 粉砕可能な鉱物原料の供給源を設けること、 原料物質を予備の縮小手段に通して原料粒体のサイズを
   減少すること、 所定の偏心開き距離と速度で偏心体を中心に回転して旋
   動する円錐状ヘッド上のマントルを取り巻くボウルライ
   ナーを有し、上記マントルとボウルライナーが両者の間
   に最小許容ギャップを与えるように調整されている少な
   くとも１つの円錐形破砕機を設けること、 液体の流れを破砕機を通して導入し、該液体が上記ギャ
   ップを介して破砕機内に入るようにすること、 上記粉砕可能な鉱物原料を破砕機内に導入し、この原料
   物質が上記液体と混合するようになすこと、 原料物質と液体の混合物を破砕機のギャップに通し、粒
   体のサイズ及び形状を変えること、及び 破砕機からの混合物を粉砕ミルへ直接送り込むこと、 を含むことを特徴とするプロセス。
9. 【請求項９】上記液体が水であることを特徴とする特許
   請求の範囲第８項記載のプロセス。
10. 【請求項１０】上記原料物質を上記予備縮小手段として
    の自生粉砕ミルを介して送り込むことを特徴とする特許
    請求の範囲第８項記載のプロセス。
11. 【請求項１１】上記原料物質を上記予備縮小手段として
    の半自生粉砕ミルを介して送り込むことを特徴とする特
    許請求の範囲第８項記載のプロセス。
12. 【請求項１２】破砕物の混合物を粉砕ミルへ送り込む前
    に保管手段を送ることを更に含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第８項記載のプロセス。
13. 【請求項１３】上記混合物を上記保管手段としての保管
    タンクに送ることを特徴とする特許請求の範囲第12項記
    載のプロセス。
14. 【請求項１４】上記混合物を脱水装置を介し上記保管手
    段としての貯蔵箇所に送ることを特徴とする特許請求の
    範囲第12項記載のプロセス。
15. 【請求項１５】原料物質を粉砕する改良円錐形破砕機で
    あって、該破砕機が固定の外側円錐体（60）と該固定円
    錐体内で旋動する円錐状のヘッド（50）とを有し、該ヘ
    ッドと円錐体の間に破砕キャビティ（71）が形成され、
    旋動ヘッドが固定円錐体の方に向かって移動するとき該
    キャビティ内で破砕作用が生じ、上記破砕機がさらに下
    面、供給入口及び該入口から垂直下方に延びた供給シュ
    ート（78）を有する供給プラットフォーム（74）から成
    る供給組体を有しているものにおいて、 複数の加圧液体流を上記破砕キャビティ内へ差し向ける
    手段を備え、該手段が破砕キャビティの上方に離間して
    配置されると共に、粉砕された原料物質を破砕キャビテ
    ィから洗い流すのに充分な圧力で液体を差し向ける複数
    の流れ方向付けノズルを含んでいることを特徴とする破
    砕装置。
16. 【請求項１６】上記液体差し向け手段がさらに、直径と
    下面とを有し、上記供給プラットフォーム（74）の下側
    で且つ上記シュート（78）に隣接して取り付けられるよ
    うに構成配置された導管（90）を備えたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第15項記載の装置。
17. 【請求項１７】上記導管がさらに、導管の径と比べて小
    さい同心直径を有し且つ導管内に位置する複数の相互に
    離間した開口（93）を備えたことを特徴とする特許請求
    の範囲第16項記載の装置。
18. 【請求項１８】上記導管及び開口が液体の流れを上記ヘ
    ッドの方に向かってヘッドがボウルに対して旋動する付
    近に差し向け、上記キャビティが常時湿潤化されること
    を特徴とする特許請求の範囲第15項記載の装置。
19. 【請求項１９】上記導管が供給シュートを取り囲むルー
    プを形成することを特徴とする特許請求の範囲第16項記
    載の装置。
20. 【請求項２０】上記開口が導管の下面に位置することを
    特徴とする特許請求の範囲第17項記載の装置。
21. 【請求項２１】上記開口が導管から垂直下方を向いてい
    るノズルに嵌合されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第20項記載の装置。
22. 【請求項２２】上記ノズルが小径のパイプ片であること
    を特徴とする特許請求の範囲第21項記載の装置。
23. 【請求項２３】原料物質を粉砕する円錐形破砕機であっ
    て、固定の下方フレーム組体（12、54）、該下方フレー
    ム組体の方に向かって付勢され且つボウル（60）とボウ
    ルライナー（70）を有する垂直方向に移動可能な上方フ
    レーム組体（56、60）、マントル（51）を備えた粉砕ヘ
    ッド（50）を含むヘッド組体（48）、該ヘッドが支持手
    段（20、44）上に取り付けられ、上記両フレーム組体に
    対して旋動し、上記ボウルライナーとマントルの間のギ
    ャップ内で破砕作用を生じること、 上記ボウルが上方フレーム組体に調整可能に取り付けら
    れ、上方フレーム組体とボウルの間をつなぐラセン状の
    ネジ切り表面によって両フレーム組体及びヘッド組体に
    対して垂直方向に移動自在であること、 ヘッドに旋動を与えるための偏心体（40）、該偏心体を
    駆動するための駆動手段（34、36）、及び下面、供給入
    口及び該入口から垂直下方に延びた供給シュート（78）
    を有する供給プラットフォーム（74）から成る供給組体
    を備えたものにおいて、 上記プラットフォームの下面に位置し、複数の加圧液体
    流を上記ギャップ内へ差し向けるように構成配置された
    液体スプレー装置（82）、 直径と下面とを有し、上記供給プラットフォームの下側
    で且つ上記シュートに隣接して取り付けられるように構
    成配置された導管（90）、及び 導管の径と比べて小さい同心直径を有し且つ導管の下面
    に位置する複数の相互に離間した開口（93）で、各々が
    垂下する流れ方向付けノズル（94）を備えた開口、 をさらに備えていることを特徴とする破砕機。
24. 【請求項２４】原料物質を粉砕する円錐形破砕機であっ
    て、該破砕機が固定の外側円錐体（60）と該固定円錐体
    内で旋動する円錐状のヘッド（50）とを有し、該ヘッド
    と円錐体の間に破砕キャビティ（71）が形成され、旋動
    ヘッドが固定円錐体の方に向かって移動するとき該キャ
    ビティ内で破砕作用が生じ、上記破砕機がさらに供給プ
    ラットフォーム（74）及び供給入口からなる供給組体
    と、破砕物の排出手段とを有しているものにおいて、 原料物質の導入と同時に複数の加圧潤滑流を上記破砕キ
    ャビティ内へ差し向ける手段で、破砕キャビティの上方
    に離間して配置されると共に、粉砕された原料物質を破
    砕キャビティから洗い流すのに充分な圧力で潤滑流体を
    差し向けるように配置された複数の垂下しているノズル
    （94）を備えた手段、及び 破砕物と同時に上記潤滑流液体を破砕機から引き出す手
    段、 をさらに備えたことを特徴とする破砕装置。