JPH0283069A - 粒状材料の摩擦仕分け方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は２又はそれ以上の種類の離散粒状材料、例え
ば２又はそれ以上の異なった滑り摩擦係数を有する粒状
又は岩塊状鉱物材料混合物を分離又は選鉱する新規な方
法又は装置に関する。さらに詳しくは、この発明は滑り
摩擦係数の差異を利用した方法による異種材料の仕分は
方法に関するものである。さらに、この発明は異種素材
混合物、例えば無機混合物の仕分は方法の改良に関し、
これらの混合物の各組成の分離能は主として形状もしく
は球形状よりもむしろ各滑り摩擦係数の差異に依存して
いる。

技術背景 採掘時、一般に鉱物及び他の無機材料は種々の純度を有
し、即ち所望の鉱物種は通常他の鉱物との混合物である
。よって、所望の無機材料又は鉱物は採掘された残りの
材料から分離する必要がある。

例えば、天然タルクは岩塊状であり、典型的には他の鉱
物材料、例えば、ドロマイト、緑泥石、石英、黄鉄鉱、
マグネサイト、方解石、長石、マイカ、又はそれらの混
合物と結合している。簡略的に記述するために、この出
願明細書において“ドロマイト′”とはドロマイト及び
／又はタルクが混合され又は自然に結合された上述した
他の無機材料を意味する。粗鉱は一般にほとんどの部分
が優勢な１種類の鉱物種から成る岩塊、例えばドロマイ
ト岩塊又はそれと同類のものとを混合させたタルク岩塊
から構成される。種々の鉱物種から成る混合物、例えば
当該岩塊においてドロマイトと結合されたタルクを含む
れき岩の非常に僅かなパーセンテージがそのようにあら
れれる。

タルクは一般にドロマイト等の他の無機材料から手動仕
分は又は浮選方法により分離される。手動又は手仕分け
は当該仕分けを行う者に知覚しうる粗材料の色違い、粒
度及びサイズ等の鉱物種間の可視的相違点に依存するも
のである。手動仕分けは厳しい労働である。又、それは
千根管症候群を含む工具の損傷を惹起しうる。浮選方法
はそれを実施する装置が非常に高価であるため経費がか
かる。さらには、莫大な量の水が必要であり、そのよう
な水は大抵の採掘場、例えばモンタナとかオーストラリ
ア等における採掘場においては利用することができない
。

鉱物種の仕分けを自動化すべく種々の方法の開発が行わ
れた。これらのうち、光学的仕分は方法は分離しようと
する鉱物又は無機材料の表面からの反射光の可視相違を
感知する光学センサーに依存するものである。浮沈法は
分離しようとする材料の比重の違いに依存するものであ
り、静電分離法は混合組成物の導電率又は形態の違いに
依存する、電気泳動又は誘電泳動に基づくものである。

しかしながら、これらのいずれの自動仕分は方法もひと
つひとつ挙げると、粒状物間の色違い、形違い、比重違
い、及び鉱物サイズ違いに影響を受けて完全にはうまく
いかなかった。

粒状形態に基づく幾つかの自動仕分は方法が開発された
。例えば、１９１２年６月１８日付でウィルモット（Ｗ
ｉｌｍｏｔ）等に付与された米国特許筒１゜０３０．０
４２号及び１９１６年７月１１日付でロトツキ−（Ｌｏ
ｔｏｚｋｙ）に付与された米国特許筒１．１９０．９２
６号にそれと結合された岩からの石炭の分離方法が示め
されている。これらの特許方法による分離に都合のよい
石炭は粒状形態のものであり、一般に少なくとも球形層
のものである。

他方、スレートを含む結合者は多かれ少なかれ平坦形状
片としてあられれる。

ウィルモット等の方法において石炭およびそれと結合し
た岩の混合物はその長さ方向の中段以降に回転ディスク
を有するシュートが配置される。

概略球状とされる石炭はシュートを転がり降りるととも
に該シュートの底部でピンの中に入る。このようにして
平坦岩片は回転ディスクに到達するまで該シュートを滑
り降り、そこに溜まりかつディスクによりシュートから
運び去られる。

ロトッキーの方法において、シュートは用いられなかっ
た。その代わり、石炭と岩石の混合物が回転ディスクの
運動方向と逆方向に傾斜せしめられた該ディスク表面に
供給された。再びほぼ球形状の石炭が元の方向に該ディ
スクから転がり落ち続ける。平坦状石炭は該ディスク上
に停留するようになるとともに運び去られる。

これらの分離方法は分離しようとする粒子の形状、特に
分離される粒子が可成りの程度球形であるか又は球形で
ないかに依存し、したがって分離しようとする２つの粒
子型式の滑り摩擦係数間の差異よりもむしろ仕分は工程
における転がり及び滑り摩擦係数を利用するものである
。更に、ウィルモノト等及びロトッキー等の回転ディス
クは単にスレート／石炭系からスレート又は他の平坦状
岩塊を物理的に運び去るのに用いられ、現存の他の各材
料から石炭を分離すべく遠心加速力を付与するのに用い
られたものではない。

単に粒子形状に基づく他の自動仕分は方法及び装置は、
例えば１９７７年１１月２２日付でジョーン（Ｊｏｈｎ
）に付与された米国特許筒４．０５９゜１８９号に開示
されている。組成が同一であるが、形状か異なった粒子
を分離するこの方法は、また転がり及び滑り摩擦係数の
差異によって示されるように分離しようとする粒子の球
形度に基づくものである。その他の球形度に基づき粒状
材料を分離する自動装置は１９６９年１２月２３日付で
ダインケン（Ｄｅｉｎｋｅｎ）等に付与された米国特許
筒３．４８５．３６０号に示される。ダインケン等の装
置はほぼ球形かつ不規則形状及びほぼ同一組成の非球形
粒子から成る混合物が供給される回転ディスクから構成
されたものである。球形粒子はディスクから転がって離
脱する一方、不規則形粒子はディスクの表面から強制的
に除去される。１９３０年１月２８日付でジョンソン（
Ｊｏｈｎｓｏｎ）に付与された米国特許筒１．７４．４
．９６７号に開示されている、もう１つの自動分離方法
は静電界の印加を必要とするものである。このジョンソ
ン方法は主に静電気力を印加することにより重力を増大
せしめて得られる摩擦の差異に基づいて操作し、平坦状
粒子が球形粒子よりも強力な静電界を発生する事象を利
用するものである。

また、接着特性の違いによって粒状物を分離する自動仕
分は方法が開発された（１９７０年４月２８日付でコン
ラド（Ｃｏｎｒａｄ）に付与された米国特許筒３，５０
８．６４５号を参照）。このコンラド方法において、鶏
肉等のべとべとする粒状物が静止結合力によって運動表
面に接着される一方、鶏骨に結合された非粘着性粒状物
が該運動表面から滑り落ちる。

他の分離方法では混合組成物間の密度の違いを利用して
該混合物を分離することが用いられた。

これらの方法は振動テーブルの形態をした鉱物集中テー
ブル状に運び出される。

上述したいずれの自動仕分は方法も分離しようとする無
機材料が呈する滑り摩擦係数の違いを利用して種々の無
機材料を分離するものである。

現在個別の粒状無機材料から成る混合物の各成分、例え
ば異種の化学組成物から成る一方、同様の物理的形態を
有する２つまたはそれ以上の粒状もしくは岩塊状鉱物材
料が分離しようとする材料の滑り摩擦係数の違いを利用
する新規な分離方法により他のものから１つのものに分
離され、このようにして該材料を異なった形態のものに
分離せしめなくても良いようにする。

解決しようとする課題 この発明の目的は滑り摩擦係数の違いを利用して種々の
滑り摩擦係数を有する、異種の無機材料に限定するもの
ではないが種々の無機材料を分離する方法及び装置を提
供することにある。

又、この発明の目的はタルク及び結合鉱物材料が呈する
滑り摩擦係数の違いを利用して各種無機材料及び岩の結
合物からタルクを分離して高級なタルク生産物及び高級
化タルク混合物を製造する方法及び装置を提供すること
にある。

これらの目的及び他の目的、並びに本発明の性質、技術
的範囲及び用途は以下の記述、添付図面及び請求の範囲
から当該技術分野の熟練者に容易に明らなものにされよ
う。

裏嵐男 この発明は混合物において他のものから顕著に識別され
る滑り摩擦係数の違いを何する、２つ又はそれ以上の個
別粒状材料がそのような摩擦係数の違いを利用して分離
可能であることの発見を基礎とするものである。

そのような粒状材料は混合物の各成分が滑り摩擦係数の
差異を呈する表面に接触せしめられて分離される。その
分離は滑り摩擦係数の違いに基づき表面にわたって各成
分が違った動き有することによって達成される。各材料
が摩擦係数の差異を呈する表面は装置の一部分を成し、
各材料に加速又は減速力が加えられて該表面にわｔ；り
当該混合物の各成分の摺動の違いを生起せしめるように
される。そのような装置は、それに限定されるものでは
ないが、スライド、回転ディスク、遠心分離器、回転シ
リンダ、振動テーブル及びそれらと同類のものを含み、
そのような分離を有効に行うものであればどのような形
態のものであっても良い。

本発明に従って分離し得る各粒状材料の混合物のうち、
各材料間の滑り摩擦係数を用いることができるものは粗
鉱から粒状もしくは岩塊状素材形態に応じた鉱物及び無
機材料であり、その場合所望の無機材料もしくは鉱物が
岩塊材料から他の材料の全体もしくは一部分として分離
される。天然の混合物無機材料、例えばタルク、ドロマ
イト、緑泥石、石英、黄鉄鉱、マグネサイト、方解石、
長石、マイカ、タルクとドロマイト、タルクと緑泥石、
緑泥石とドロマイト、緑泥石と石英およびそれらと同類
のものはこのような方法で分離するのに特に適する。水
酸化珪酸マグネシウムであるタルクが上述したように天
然に種々の鉱物種と結合された岩形態で生じる。これら
の無機材料の最も一般的なものはドロマイト、緑泥石、
石英、黄鉄鉱、マグネサイト、長石並びにマイカ等であ
る。

本発明に含まれる処理工程であるいずれかの分離工程に
加えられるタルク鉱物からの粗鉱は一般的にサイズが微
粒から特性サイズが約２０インチの大きな粒子に至る範
囲の鉱物混合物形態とされる。

れき岩の僅かなパーセンテージが鉱物種混合物を含むも
のとして現れる。又粗鉱は砂他の岩塊状粒子及び他の岩
状脈石を含んでいる。

そのような無機混合物は本発明に従って各成分の滑り摩
擦係数の違いを利用して分離される。摩擦係数は広い意
味で静、動又は滑り摩擦係数、の３つの形態のうちの１
つで表された、対象物を表面上を移動させる際の抵抗測
定値である。これらの３つの静摩擦力のうちで最大であ
る静摩擦力は表面上を移動開始させるに必要な傾斜角の
正接値を利用して計算された、対象物を表面上に移動開
始させるに必要な力の測定値である。動摩擦力は静摩擦
係数よりも小さなものであるが低速度では静摩擦係数と
殆ど差異のないものであり、対象物の表面上における摺
動を維持するのに必要な力の測定値である。動摩擦係数
は表面上での対象物の一定速度の運動を維持するのに必
要な傾斜角の正接を利用して計算される。対象物の静又
は動摩擦係数はその滑り摩擦係数とみなされ、対象物の
摺動における抵抗測定値である。

滑り摩擦係数は実質的に当該滑り摩擦係数が静又は動係
数のいずれかで表されようとも所定の対象物に対する滑
り摩擦係数よりも小さなものであり、表面上での対象物
の転がり運動を維持せしめるのに必要な力の測定値であ
る。転がり摩擦係数は対象物の球形度に依存するととも
に表面上に一定速度をもって対象物の転がり運動を維持
せしめるのに必要な傾斜角の正接を利用して計算するこ
とができる。

一方、静、動、滑り又は滑り摩擦係数として表される摩
擦係数は表面に垂直な対象物の力を乗算すると一定速度
で表面に沿って対象物を移動せしめるに必要な力となり
、又は静摩擦係数の場合、そのような運動を開始させる
に必要な力となる。

ある材料の滑り摩擦係数は本質的に当該材質のみならず
、当該材料が接触する表面に対して独特なものであり、
表面堅さ、仕上げ面の滑らかさ該表面の非晶質度、当該
物質の粒子サイズ及び表面上に見られ、又は該表面と接
触して材料と結合される、流体、塵又は他の汚染物等の
コーティングによって影響される。このように同様の物
理的形態を有しかつ異種の化学的組成を有する個別粒状
材料混合物は岩石サイズ又は形状によって影響される特
定表面上で呈する滑り摩擦係数の違いに基づき本発明の
方法および装置を用いて分離することができる。

本発明に従って滑り摩擦係数の違いによる材料混合物の
分離は速度差仕分け、スライド保持仕分は又は差動ブレ
ーキング仕分けのいずれかによって行われ、材料混合物
がどのようにして分離されるかは当該混合物成分のすべ
り摩擦係数の関数として表面上を移動させることによっ
て行われる。

速度差仕分は方法において、分離しようとする各材料は
表面上を他の材料よりも著しく速い速度でスライドせし
められる。材料混合物は移動する表面上材料混合物の加
速度の垂直成分に対する平行成分の割合が当該材料混合
物の各成分の滑り摩擦係数よりも大きい時、この成分は
その滑り摩擦係数に逆比例した速度をもって表面にそっ
て移動する。よって表面に対する滑り摩擦係数が低けれ
ば低いほど当該成分はより速く移動する。

スライド保持仕分は方法において、分離しようとする混
合物のある材料は他の材料が静止している間表面に沿っ
て移動せしめられる。加速度の表面平行成分と垂直成分
との割合は当該材料の滑り摩擦係数に比例するものであ
り、低い滑り摩擦係数を有する成分は高い滑り摩擦係数
を有する成分が表面上で静止している間、該表面に沿っ
て移動するようなものにされる。

速度差仕分は方法の変形である差動ブレーキング仕分は
方法は、分離しようとする混合物の各成分が表面上に同
一の初期速度をもって導入された際１つの材料が他の材
料より速く滑り落ちることに依存するものである。材料
移動の減速度の表面に平行な成分と垂直成分との割合は
その滑り摩擦係数に直接比例している。よって、高滑り
摩擦係数を有する材料は低摩擦係数を有する材料よりも
ゆっくりと降下する。

本発明に従って材料分離を行うのに用いられる装置は分
離しようとする材料を表面に供給する手段を含み、該表
面において分離しようとする材料が十分な滑り摩擦係数
の違いを呈するとともに該手段が該表面上にそのような
材料を移動せしめる力を印加する手段と組み合わされ、
よってこれらの摩擦力の差異が顕在化せしめられる。そ
のような印加力は本質的に加速又は減速力であり、重力
及び遠心力を含むものであってもよい。

本発明の実施に使用し得る装置の１形式は概略第１図お
よび第２図にそれぞれ平面図および側面図が示されるよ
うな回転ディスク仕分は装置であると定義することがで
きる。そのような装置を利用する際、例えばタルク及び
ドロマイト岩の混合物等の無機混合物の複成分粒状混合
物が分離表面に供給装置を介して供給される。供給装置
において、複成分混合物がホッパー１１０から振動フィ
ーダ１１２に供給される。振動１１２はスクリーン１１
４を含み、該スクリーン１１４は複成分混合物が振動フ
ィーダ１１２を介して供給される際、微粒物及び当該装
置から除去しようとする他の小さな付着粒状材料を通過
せしめる。スクリーンｌｌ４は直径１．５インチの複数
のパンチ穴を有するシート状金属プレートから構成した
ものであってもよい。スクリーンされた材料混合物は振
動フィーダ１１２からスライド１１６を介してフィード
コンベヤー１１８に供給される。スライド１１６はある
傾斜角を有し、好ましくはフィードコンベヤー１１８上
に一列状に分離しようとする粒状物又は岩状物を加速し
かつ配置せしめるＶ字形トラフを有するようにする。例
えばスライド１１６は水平面に対し３５°の角度をもっ
て傾斜する、３０°Ｖ字形トラフを有するものであって
もよい。

とれによりディスクユニット１２２を適当に機能させる
ために混合粒状物を適正に配列しかつ間隔を有するよう
にする。材料混合物はフィードコンベヤー１１８に沿っ
てフィードスライド１２０に移動し、該フィードスライ
ド１２０は粒状混合物をフィードコンベヤー１１８から
回転ディスク１２２に移送するのに用いられる。例えば
、フィードスライド１２０は長さ３フイートを有すると
ともに１６°の傾斜角を有するもの、とする。フィード
コンベヤー１１８は適当な速度、好ましくはその点、即
ち回転ディスク１２２の供給点で該ディスク＋２２上の
フィードスライド１２０に存在する材料混合物があたか
も正接速度と実質的に等しい速度を有するように運転さ
れる。材料混合物の加速エネルギーは該材料混合物がフ
ィードスライド１２０を滑り降り、ドクタープレイド１
２４に当たりかつディスク１２２の表面上で方向を転換
するにつれて低下する傾向にあるのでフィードコンベヤ
ー１１８の速度は一般に上記供給点でディスク１２２の
正接速度よりも大きくなる。図示する実施例の装置にお
けるように、ディスク１２２が直径６フイートを有する
とともに半径１８インチのディスク１２２の供給点で３
　Ｑ　ｒｍｐの回転速度を有すると、フィードコンベヤ
ー１１８は７フイ一ト／秒の速度で運転され、よってデ
ィスク１２２の表面上の供給スライド１２０に存在する
際、材料混合物は４．７フイ一ト／秒の速度を有し、該
速度は半径１８インチの供給点でのディスク１２２のほ
ぼ正接速度である。低供給速度においては又、供給スラ
イド１２０は本発明により具体化される分離表面を有す
るようにするとともに材料混合物の分離をさらに強化す
るために該材料混合物に加速又は減速力をｐ口えるよう
にしてもよい。

高供給速度においては供給スライド１２０は材料混合物
の相互作用により、分離表面としての作用を停止する。

そのような相互作用において、低滑り摩擦係数を有する
材料混合物は高滑り摩擦係数を有する材料成分をフィー
ドスライド１２０に押し付け、よって各材料混合物成分
は回転ディスク１２２の表面と接触する際、実質的に同
一速度を有する。例えば、タルクおよびドロマイト岩混
合物の供給速度が約４０トン／時において該混合物がデ
ィスク１２２と接触する際、各速度はほぼタルクおよび
ドロマイトとほぼ等しい。フィードスライド１２０の表
面は回転ディスク１２２の表面と同一であるか又は異な
ったものとされる。フィードドクターブレード１２４は
ディスク１２２表面で粒状物又は岩状物を一列状の粒状
混合物と成るように間隔をあけることなく可変に配置せ
しめるのに用いられる。フィードドクターブレード１２
４はディスク１２２の表面上に材料混合物をバウンドと
か転勤を惹起することなく所定位置に保持するような形
態のものであればどのようなものであってもよい。好ま
しくは、フィードドクターブレード１２４は湾曲状とさ
れ、その曲率は供給点の変更に応じて変更される。供給
点は粒状混合物の組成、分離しようとする粒状物又は岩
状物のサイズ及び滑り摩擦係数の違い並びにディスク１
２２の回転速度、直径、表面材料及び外形等のファクタ
ーに依存して変更される。ディスク１２２の直径は分離
効果を十分なものにするものであればどのようなサイズ
のものであってもよく、好ましくは直径が約２フイート
〜約３０フイートとされる。

ディスク１２２は第１図及び第２図に示すように電気モ
ーター等の通常手段を用いて軸１２６の回りに反時計回
りに回転される。ディスク１２２の回転速度は各滑り摩
擦係数の違いに基づき粒状混合物を形成する２つまたは
それ以上の異なった粒状物が異なった速度を有するよう
なものとされる。該回転速度はこの発明を実施する際、
いつでも利用し得る３つの実施例、即ち速度差仕分は方
法、スライド保持仕分は保持又は差動仕分は方法に応じ
たものとされる。所定サイズのディスクに対し当該混合
物における各粒状物の特性サイズが低下するにつれてデ
ィスクの回転速度は増大せしめられて微粒物及びそれと
同類のものによってディスク表面の摩擦特性による妨害
を防止するようにされる。また所定の粒状混合物組成及
びスループットに対し、ディスク１２２のサイズが増大
するにつれてその回転速度が低下せしめられる。一方、
ディスク＋２２の回転速度は構造及び用途における物理
的限界に基づいてどのような速度としてもよい。ディス
ク１２２の回転速度は好ましくは約１４ｒｐｍ−約２２
ｒｐｍとされる。

ディスク１２２の表面上での低いもしくは３つまたはそ
れ以上の組成物である場合、最低の滑り摩擦係数を有す
る粒状混合物の成分はディスク１２２の周縁部に向かっ
て表面上を摺動するとともにディスク１２２の縁部から
離れ、そこで該成分はピン１３０内に沈積され、そこか
らコンベヤー１３２等の手段を介して除去することがで
きる。

ディスク表面上で高滑り摩擦係数を有する成分は静止し
たままであるか又はディスク１２２の周縁部に向かって
低速度で移動し、該周縁部のある位置に低滑り摩擦係数
を有する材料が移動する。１回転後ディスク１２２の表
面上に残留するいずれの材料も該表面からりジェクトド
クターブレード１４０又はスクレーパー、エアジェツト
、真空又はそれと同類の適当な他の手段を介して強制的
にリジェクトピン１４２内に除去される。ピン１４２の
内容物はコンベヤー１４４を介して除去することができ
る。ピン１３０と１４２間のディスク１２２の周縁部に
図示しない追加ピン及び除去手段を配置するようにして
もよい。そのような付加されたピン内で回収される各材
料成分の割合はピン１３０と１４２間に配置される付加
ピン間距離に応じたものであり、ピン１３０からの距離
が減少するにつれて低滑り摩擦係数を有する材料のパー
センテージが増大する。付加ピンから回収される材料は
フィードホッパー１１０に再帰還させるかまたは他の分
離または仕分は工程に供給することによってもう１つの
仕分は工程に付される。当該装置の分離特性を変化又は
調節するため、ディスク１２２の表面は所望であれば水
スプレー１５０を介して湿らせて摩擦表面性質を変化せ
しめることか出来る。清掃手段１５８は分離しようとす
る個別の粒状材料、例えば分離しようとする個別の粒状
材料よりはむしろ砂及びチップをディスク１２２の表面
から除去するのに用いることができる。清掃手段１５８
は、回転ナイロンブラシユニット又はディスク１２２の
表面から余分な材料を有効に除去する他の適当な清掃手
段、それに限定するものではないが、回転プランユニッ
ト、流体ジェット、真空手段、スクレーバー又はそれら
の組み合わせを有する手段から構成したものであっても
良い。

ディスク１２２の表面形状は分離工程において、使用さ
れる重力の大きさに応じて変更される。適当な形状は、
例えばそれに限定されるものではないが、半径方向断面
形状が平坦、凸状、凹状又は浅絞り円錐形を有するディ
スク表面を用いることが出来る。平坦ディスクの場合、
分離しようとする少なくとも１つの材料を摺動させるの
に必要な最小加速力は該ディスク表面上での滑り摩擦係
数に等しいものとされる。これはディスク表面の平面に
垂直な材料の力は当該材料の重量に等しいからである。

好ましくは第１図及び第２図に示すディスク１２２は凹
状の第３図及び第４図に示すような概略円錐台形を有す
るようにされる。そのような外形を有するディスクに高
容量を有する装置が設けられ、このようにして所定時間
内により多くの材料の分離を行うことが出来る。凹形プ
ロフィールは又分離しようとする材料のバウンシング及
び転勤の防止を助ける。好ましい実施例において、ディ
スク＋２２の表面形状は分離しようとする材料混合物の
各成分の加速又は減速割合が特に当該表面の分離領域に
わたって一定に維持されるように設定される。

好ましい形態を有するディスク１２２の特に詳細な構成
を第３図に及び第４図に示す。図示するように、ディス
ク１２２に断面形状が正多角形のハブ１６０が設けられ
、該ハブ１６０はキー１６２を介して回転駆動シャフト
１２６に固定される。

図中、伸長管状構造部材として示される、複数の支持部
材１６４がハブ１６０に固着されるとともにそこから半
径方向に伸びている。支持部材１６４をハブ１６０への
取り付けは該ハブ１６０に隣接した各部材の端部に突き
合わせ溶接されたエンドプレート１６６を介して行われ
る。該プレート１６６にプレート固定用ボルト１６８を
取り付ける穴が設けられ、このようにして支持部材がハ
ブに固定される。

半径方向に延びる支持部材１６４がディスク１２２を支
持する。該ディスク１２２は鋼プレート１７０の形材か
形成される。プレート１７０の外形は第４図を示すよう
に、中央水平表面１７２、“棚”と称する外環状水平表
面１７４及び円錐台形状に形成された中間環状遷移部分
１７６を画定する形態とされる。プレート１７０の各形
材は対を成して同心状に配置される複数の環状バンド１
７８を介して支持部材１６４から垂直方向に間隔をもっ
て支持される。６対のバンド１７８間に複数の伸長ボル
ト１８０が取り付けられ、各ボルト１８０の一端の頭部
が支持部材１６４の内部に配置されるとともに他端のね
じ部が各プレート形材１７０のねじ穴にねじ込まれる。

各ボルト１８０を取り付けた後、各ボルトの端部を研削
してプレート表面と面一状とされ、本発明の無機材料の
分離用の一体化表面が形成される。

よって、操作時、ふるい分けされた直径的１゜５インチ
ル約３０インチのサイズ範囲内のタルク及びドロマイト
粒子から成る混合物が横方向に離間したブレード２４及
び１２４（第１図および第２図参照）により形成される
通路の放出端部で第３図および第４図に示されるプレー
ト１７０の表面上に沈積される。供給混合物は主として
ディスク表面の中央部分１７２に沈積される。しかしな
がら、該粒状材料のうちのあるものが傾斜遷移部分１７
６上に沈積することは分離能に悪影響を及ぼすことはな
いであろう。実際上、混合物粒子の転勤又はバウンドを
防止するため、回転プレート１７０上の排出点での各粒
子の直線速度は実質的に上記排出点でのプレート１７０
の正接速度と同等とされ、よって、初期には各粒子のプ
レートに対する相対速度が実質的に零とされる。

プレート１７０の回転運動により、及び各混合物粒子の
バウンド又鳳転動が防止される事実により、各粒子はそ
れらの各滑り摩擦係数に比例して半径方向に移行せしめ
られる。したがって、上記鋼プレート上でドロマイトの
滑り摩擦係数と比べて低い滑り摩擦係数を有するタルク
はドロマイトの移行速度よりも速い速度でプレート表面
を半径方向に横切って移行し、よって該タルクは棚１７
４上の遷移部分１７６を横断し、最終的にピン１３０内
に放出される。

好ましくは、遷移部分１７６の傾斜角を各ドロマイト粒
子の遠心加速力を中和するように算定し、それらの粒子
をディスク１２２の中央領域に保留せしめて最終的にブ
レード１４０によりピン１４２内に偏向せしめるように
される。したがって、ディスク１２２の回転速度及びプ
レート１７０の直径に応じて、角度４６〜最大角度約２
５°の角度範囲内の傾斜角をもって本発明は実施するこ
とが可能である。図示するように、プレート１７０は外
径４０フイートを有し、約１７．６ｒｍｐで回転させら
れ、所定の分離作用を十分に行えるように傾斜角度が約
４．８°と設定される。勿論、プレートの直径及びディ
スクの回転速度が増大するにつれて、遷移部分の傾斜角
を同量増大せしめて生産量を犠牲にすることなくドロマ
イトからのタルクの正確な分離が確実に行われるように
しなければならない。アーチ状バッフルプレート２２及
び棚部分１７４を協働させることにより、分離されたタ
ルクはグレード２１により、ピン１３０に案内せしめら
れるまで該プレートにより該棚上に保留せしめられるよ
うにすることが出来る。この構成により、タルクを受は
入れるに必要なピン１３０の長さは適当な大きさのもの
に短縮される。

第５図、第６図および第７図は、それぞれ本発明の実施
に用いることができる振動テーブル形態のもう１つの形
式の装置の平面図、側面図および正面図を示す。複成分
粒状混合物がホッパー２ＩＯからスクリューコンベヤー
２１２に供給され、ついで該スゲリューコンベヤー２１
２は材料混合物を振動テーブル２２５の表面２３０に供
給する。

振動テーブル２２５は印加された周期的加速力の形式で
垂直面に対しである角度を成すとともに第３図中矢印２
２６で示される方向に振動に付される。この角度は変化
させることができ、好ましくは水平面から約３０″を成
すようにする。この材料内に生じた繰り返し加速力はピ
ッチおよびキャッチで定義される一連の動作を介して振
動テーブル２２５の表面上に伝達され、ｌピッチは当該
材料が加速力を加えられている間前方に投げ出す作用を
いい、ｌキャッチは加速力の中止の結果表面上に材料を
存在せしめる作用をいう。材料の通路は振動テーブル２
２５に加えられる振動のストローク振幅および周波数に
よって定められる。ストローク振幅又は押し出し力のい
ずれかが増大すると材料を前方に押し出す力が大きく変
化する。ストローク周波数が高まると所定期間内でのそ
のような押し出し数が増大する。

振動テーブル２２５の操作時、複成分粒状混合物は供給
方向における周期的加速力と重力との２つの力に付され
る。周期的加速力即ち振動テーブル２２５に振動が加え
られると、粒状材料は前方に押し出される。当該粒状混
合物が表面２３０と接触すると高滑り摩擦係数を有する
成分は表面２３０上に実質的に静止状態に残留する。低
滑り摩擦係数を有する成分は表面２３０と接触しかつ摺
動する。摺動方法は当該材料に加えられる重力に応じた
ものであり、表面２３０の勾配２６０及び傾き２７０に
よって定められる。

各ストローク時、材料は重力の約３倍（３Ｇ）〜約２５
Ｇの加速力をもって前方に投げ出される。

各材料が前方に投げ出される距離は該材料の滑り摩擦係
数に依存する。高摩擦係数を有する粒状物は低滑り摩擦
係数を有する粒状物よりもさらに前方に投げ出される。

ストローク振幅は押し出し力が増大するにつれて減少し
、例えば押し出し力が約８Ｇ〜２５Ｇに増大せしめられ
た際ストローク振幅は約１／２インチ〜１／６４インチ
に減少する。ストローク周波数は粒体サイズに応じたも
のであり、振動テーブル２２５の勾配２６０及び傾き２
７０の度合いは高滑り摩擦傾斜を有する粒状混合物の成
分が表面２３０上を摺動せず、一方低滑り摩擦係数を有
する成分が摺動するように調整され、このようにして供
給方法が高められた時、粒状混合物の分離が可能となる
。振動テーブル２２５の表面２３０の傾き２７０は第４
図に示され、水平面に対し約Ｏ″〜約４５°変化せしめ
られる。

傾き２７０は振動テーブル２２５の表面２３０を横切っ
て粒状混合物を分散せしめるのに使用され、分離しよう
とする各粒状物の速度が相違するようにされる。振動テ
ーブル２２５の勾配２６０は第５図に示され、又水平面
に対し約０°〜約４５゜変化せしめられる。振動テーブ
ル２２５の表面２３０の勾配２６０が増大すると、粒状
混合物の前進運動が禁止される。粒状物の前進運動の禁
止は使用する表面の短縮化を可能にする。ストローク振
幅及び周波数は振動テーブル２２５の傾き２７０及び分
離しようとする粒状物の平均粒子サイズと整合するよう
に調節される。例えば、５７８インチサイズのタルクお
よびドロマイト粒状物の混合物は傾斜ｌＯ°及び傾き５
°を有する湿ったアルミニウム酸化物表面振動テーブル
上でストローク振Ｍ３／８インチ及び周波数５００サイ
クル／分をもって分離することができる。高滑り摩擦係
数を有する粒状混合物成分は供給方向において周期的加
速力をもって表面２３０を上昇するように輸送されると
ともにピン２４０内に放出されるピン２４０の内容物は
コンベヤー２４２等の適当な手段を介して空状態にされ
る。振動テーブル２２５の表面上での低もしくは３つ又
はそれ以上の成分である場合には最低の滑り摩擦係数を
有する粒状混合物の成分が表面２３０上を供給方向と反
対の方向即ち、降下するように摺動するとともにピン２
４４内に放出され、該ピン２４４はコンベヤー２４６を
介して空状態とされる。この装置は特に６インチ又はそ
れ以下、好ましくは１インチ又はそれ以下の特性サイズ
を有する材料の分離に適するものである。表面２３０に
異なった摩擦特性を付与するには表面２３０を湿らせる
のに水スプレー２５０が用いられる。この表面２３０は
本質的に自動清浄表面であるから清浄手段は必要がない
。

第１図〜第７図に示す各装置は、この発明の実施、即ち
速度差仕分け、スライド保持仕分けおよび差動ブレーキ
ング仕分けまたはそれらの組み合わせた方法を実施する
際、利用可能な３つの実施例のうちのいずれかにより材
料混合物の分離に使用することができる。材料混合物組
成、混合物の各成分量、混合物の特性サイズ、混合物に
おける特性サイズ範囲、もしあれば分離表面および分離
表面に導入する前に材料混合物に付与される初期速度等
のファクターに応じた所定の仕分は方法が使用される。

好ましい表面材料は分離しようとする各材料の滑り摩擦
係数の差異を強調するものとされる。しかしながら、分
離しようとする各材料が表面上で各材料の滑り摩擦係数
に差異を呈しさえすればどのような表面であってもよい
。摩擦の差異が小さくなればなるほど、改良設計装置で
あっても不完全または不良分離を防止できなくなる点に
到達するまで分離がますます困難となる。

表面に対する滑り摩擦係数が高くなればなるほど、材料
の１部または全体が転勤またはバウンドする、本発明の
実施において回避しなければならない事態となる危険性
が高まる。転勤またはバウンドする材料は本発明の仕分
は工程において重要な滑り摩擦係数の差異を生じさせる
のに十分な期間表面と接触しないことになる。

この発明の実施において使用できる分離表面材料のうち
、その表面上で分離しようとする材料が顕著な滑り摩擦
係数の差異を呈するものには、耐摩耗性タイルおよび煉
瓦等のセラミック、ステンレススチール等の金属および
高分子量ポリエチレン等の高密度耐摩耗性プラスチック
がある。表面の摩耗は分離工程に大きく影響するから、
分離表面材料は好ましくは分離しようとする粒状材料に
対し耐摩耗性を有するものにする。したがって、表面は
好ましくは分離される粒状混合物の各成分のうちの最大
硬度と同等またはそれ以上の硬度を有するようにする。

分離表面は１つ以上の材料から構成される。例えばその
下端部に低減角または傾きを有するスライドがそれぞれ
異なっｔ；傾□斜部分にわたって異なった材料で平らか
にされるようにして、そのような表面を連続的に通過す
る際に分離される各材料が呈する滑り摩擦係数の差異を
さらに強調するようにする。表面高さの違いが該表面を
覆う材料混合物の全体または１部分の運動に対し逆の影
響を及ぼすから、１つ以上の材料が使用される場合材料
間の接合はフラッシュ状又はほぼそれと同等の状態とな
るようにする。

タルクおよびドロマイト岩の混合物分離用に特に好まし
い表面はモース硬度９．３またはそれ以上を有する極微
粒子８５％のアルミナ製品、例えばコロラド、ゴールデ
ン、コース・セラミック・カンパニー製セラサーフアル
ミナブリック（Ｃｅｒａｓｕｒｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ｂ
ｒｉｃｋ）から成る酸化アルミニウムセラミック表面と
され、特に好ましくはそのような表面を水で湿潤せしめ
る。

分離表面自体は実質的に滑らかな整ったものとされ、当
該表面を横切って分離される材料混合物の動きに影響を
及ぼす実質的なくぼみおよび突部のない表面とされる。

同一または異なった材料から成る複数の表面部分が使用
される場合、各表面部分は好ましくは公知の手段、例え
ば研磨ディスク等により調整してほぼフラッシュ状及び
均一状とされる。例えば、セラサーフアルミナ等の耐摩
耗性煉瓦が用いられる場合、各煉瓦を並べるとともにそ
れらの間部を接着してほぼ滑らかな表面が形成される。

突状縁部はサンダー仕上げ、研削またはやすり仕上げを
行って表面を平坦状またはほぼ水平状にされる。

第１ａ図は摩耗および／または損傷が激しい条件下に付
される、特に第１図の装置に適用することができる回転
ディスク１２２の変形例を示す。

この回転ディスク１２２は当該ディスクにおいて最も摩
耗および／または損傷を受ける領域に鋼めっき処理した
環１２３を形成した点を除きすべての点で第１図の実施
例のディスク１２２と同様のものとされる。軟鋼から環
状プレート１２３を形成するとともにその露出スライド
表面がサンドプラスチングまたはショットピーニングに
より圧縮硬化することにより、出来上がっｔ；表面はタ
ルクおよびドロマイトによる滑り摩擦係数が第１図の実
施例に関して参照されたセラサーフアルミナブリック上
での各材料の滑り摩擦係数と実質的に同一のものにされ
る。

実際上、ドロマイトの滑り摩擦係数が所定のスライド表
面上でのタルクの滑り摩擦係数の約２倍であるとき最適
な結果が得られた。スライド表面上で分離しようとする
各材料の滑り摩擦係数間の差異が識別可能でありさえす
れば許容しうる、むしろ好ましい結果を得ることができ
る。ドロマイトからタルクを分離する場合、ドロマイト
の滑り摩擦係数か約０．５３、タルクの滑り摩擦係数が
約０．２５であるとき、最も好ましい結果が得られた。

ドロマイトの滑り摩擦係数が約０．４５〜０．５５の範
囲、タルクの滑り摩擦係数が約０．２０〜０．２５の範
囲内のものであるとき、許容しうる結果が得られた。各
滑り係数比は低くてもよく、当該装置の操作条件を調節
、例えばディスクを低回転速度で運転する及び／又は材
料供給速度を低減することにより操作可能となる。

水または他の流体で表面を湿潤することにより摩擦特性
差を強調することができる。湿潤はある成分の滑り摩擦
係数に対して認識しうる作用効果を有しない場合、他の
成分の滑り摩擦係数を顕著に低減せしめることができる
。さらに、ある材料に対しある流体を使用することによ
り該流体の潤滑効果により惹起された同成分に対する顕
著な速度差を生じさせることができる。

本発明に従って分離される粒状混合物の各成分は好まし
くは岩状、むしろ微粒状とされ、該微粒子は広大な特性
サイズ範囲を有し、特に最大サイズに対する最小サイズ
の比が約１〜６であるようなサイズとされる。サイズ範
囲が狭小なものとなるにつれて分離効率および能力は増
大する。好ましくは材料混合物と組み合わ５された砂お
よび微粒子は分離表面に混合物を導入する前に除去され
る。

そのような除去手段は分離しようとする材料混合物をス
クリーニングまたは洗浄を行うものである。

タルク／ドロマイト混合物に対し、分離される各岩塊は
好ましくは約２インチル約１２インチの範囲の特性サイ
ズを有するようにし、更に好ましくは該混合物において
約２〜６インチのものが優勢であり、及び約６〜１２イ
ンチのものが優勢であるような小さなサイズ範囲内のも
のにふるい分けされる。

上記本発明の論議は主として好ましい実施例およびそれ
らの具体例に対してなされたものである。

本明細書に記述された概念の実施にあたり、当該技術分
野の専門家にとっては、請求の範囲に示されるように本
発明の精神及び範囲を逸脱することなく容易に種々に変
形し得ることは明らかなことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回転ディスク装置の概略平面
図、 第１ａ図は本発明の回転ディスク装置の変形例における
概略部分平面図、 第２図は第１図に示す回転ディスク装置の概略側面図、 第３図は本発明の回転ディスク装置の一部断面を示す拡
大平面図、 第４図は第３図の４−４線部分断面図、第５図は本発明
の１実施例の振動テーブル装置の概略平面図、 第６図は第５図に示す振動テーブル装置における振動テ
ーブルの傾きを示す概略側面図、第７図は第５図に示す
振動テーブル装置における振動テーブルの傾きを示す概
略正面図である。 １１０・・・ホッパー　　１１２・・・Ｗｘ動フィータ
ー１１４・・・スクリーン、　　ｌ１６・・・スライド
、１１８・・・フィードコンベヤー １２０・・・フィードスライド、 １２２・・・ディスクユニット、 １２４・・・フィードドクターブレード、１３０・・・
ピン、　　２１０・・・ホッパー２１２・・・スクリュ
ーコンベヤー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　２又はそれ以上の異種の個別粒状材料から成る混合
   物をその組成に基づき分離するにあたり、 上記混合物の各材料の滑り摩擦係数を明らかにする表面
   材料を選択し、 上記表面上に上記混合物を摺動状態に配置し、上記各混
   合物粒子内で摺動とは違った運動を生起せしめる一方、
   上記混合物と上記表面間で相対的な摺動運動が生じるよ
   うに力を加え、および 上記混合物の各成分の速度差に基づき該混合物の個別材
   料を分離する、分離方法。 ２　上記表面を回転せしめる工程を含み、それにより上
   記各材料が遠心力作用により運動せしめられる、第１項
   記載の方法。 ３　上記表面上に上記混合物をその離脱点で該表面の正
   接速度と実質的に等しい速度をもって配置せしめる工程
   を含む、第２項記載の方法。 ４　上記表面における分離作用が生じる領域内で少なく
   とも１つの混合物粒子の加速度を一定に保持する工程を
   含む、第３項記載の方法。 ５　上記表面を水平面に対し傾斜せしめるとともに振動
   運動を付与する工程を含み、異なった滑り摩擦係数を有
   する各粒状材料を個別経路に沿って該表面を横断せしめ
   る、第１項記載の方法。 ６　上記混合物が粒状又は岩状の個別粒状材料から成る
   、第１項〜第５項のいずれかに記載の方法。 ７　上記混合物がタルク及びドロマイト岩から成る、第
   ６項記載の方法。 ８　上記表面上での各混合物成分の滑り摩擦係数比が約
   ２〜１である、第７項記載の方法。 ９　上記表面上での各混合物成分の滑り摩擦係数比がド
   ロマイトに対し約０．４５〜０．５５の範囲、タルクに
   対し約０．２０〜０．２５の範囲内である、第８項記載
   の方法。 １０　２又はそれ以上の異種の個別粒状材料から成る混
   合物をその組成に基づき分離する装置において、 上記混合物の各粒状材料の滑り摩擦係数に差異を有効に
   生じせしめる材料から形成された分離表面、 上記分離表面に上記混合物を摺動せしめる状態に供給す
   る手段、 上記混合物材料に上記表面を横切る摺動運動を付与し、
   これにより該各混合物材料が各速度設定通路を横断する
   ようにした上記表面を運動せしめる手段、および 上記各混合物材料を上記各通路の端部で収集する手段か
   ら構成した、分離装置。 １１　上記表面が上記粒状材料間の滑り摩擦係数比約２
   〜１を生起せしめる材料から形成される、第１０項記載
   の装置。 １２　上記粒状材料がタルクおよびドロマイトであり、
   上記表面材料がドロマイトの滑り摩擦係数を約０．４５
   〜約０．５５の範囲、タルクの滑り摩擦係数を約０．２
   ０〜約０．２５の範囲内のものにせしめる、第１１項記
   載の装置。 １３　上記表面材料がアルミニウム酸化物セラミックか
   ら成る、第１２項記載の装置。 １４　上記表面材料が加工硬化表面を有する金属から成
   る、第１２項記載の装置。 １５　上記スライド表面が摩耗性領域内の金属と一緒に
   したセラミックから構成される、第１２項記載の装置。 １６　上記分離表面が回転ディスク表面上に画定される
   とともに該回転ディスクを回転する手段を含む、第１０
   項記載の装置。 １７　上記材料供給手段が上記分離表面に上記混合物材
   料を供給する手段を含み、該供給手段により上記分離表
   面への混合物材料の供給点での上記ディスクの正接速度
   と実質的に同等の直線速度で該混合物材料を供給する、
   第１６項記載の装置。 １８　上記材料供給手段が上記混合物材料に予め定めら
   れた直線速度を付与する可動コンベヤー及び該可動コン
   ベヤーから上記ディスクに上記混合物材料を移送する手
   段を含む、第１７項記載の装置。 １９　上記材料移送手段が下方向に傾斜した実質的にＶ
   字形のトラフから構成される、第１８項記載の装置。 ２０　上記回転ディスクが概略凹状部分を有する分離表
   面を含む、第１７項記載の装置。２１　上記凹状部分が
   他の混合物材料ではなく上記混合物材料の遠心作用によ
   り誘導される半径方向運動に拘束せしめるように形成さ
   れた、第２０項記載の装置。 ２２　上記凹状部分が傾斜角を有する円錐台形断面形状
   に形成され、上記プレートを横切ってタルクではなくド
   ロマイトの遠心作用で誘導された半径方向運動を捕捉す
   るようにした、第２１項記載の装置。 ２３　上記傾斜角が約４°〜約２５°の範囲内のもので
   ある、第２２項記載の装置。 ２４　上記傾斜角が約４．８°である、第２３項記載の
   装置。 ２５　上記回転ディスク上の分離表面が実質的に半径方
   向に延びる内及び外水平面を有し、上記外水平面が上記
   内水平面に対して上昇せしめることにより両水平面間に
   円錐台形状遷移断面部を介在せしめて該両水平面を結合
   した第２２項記載の装置。 ２６　上記混合物が主として上記内周面に供給される、
   第２５項記載の装置。 ２７　上記外表面に隣接したバリヤー、タルク収集ピン
   、及び上記混合物材料供給手段から半径方向に離間して
   上記ピン内にタルクを放出するための開口を上記バリヤ
   ーに形成する手段を含む、第２５項記載の装置。 ２８　上記外表面を横断せしめるとともに上記バリヤー
   の開口と合体して上記ピンにタルクを放出せしめる手段
   を含む、第２７項記載の装置。 ２９　上記タルクピンからある角度離間されたドロマイ
   ト収集ピン、及び上記第１バッフル手段と協働可能な第
   ２バッフル手段を有し、上記ディスクから上記ドロマイ
   ト収集ピンにドロマイトを放出せしめるようにした、第
   ２８項記載の装置。 ３０　上記分離表面が傾斜機構部内に配置された平坦状
   表面であり、上記表面に振動を付与する手段を設けて上
   記粒状材料を分離通路に沿って上記表面を横断せしめる
   とともに、各分離通路の端部に個別の収集手段を設けて
   分離された混合物材料を収集せしめる、第１０項記載の
   装置。 ３１　上記振動表面と合体した上記スライド表面の傾斜
   機構部が上記粒状材料に周期的加速力及び重力を付与し
   て各材料を上記分離通路に沿って移動せしめるようにし
   た、第３０項記載の装置。 ３２　上記傾斜機構部が上記平坦状表面の勾配及び傾き
   によって画定され、上記平坦状表面に供給方向に周期的
   加速力を印加する毎に、上記粒状素子に対応する運動を
   行わせるとともに、上記周期的加速力を仲立ちする上記
   重力を印加することにより上記混合物における低滑り摩
   擦係数を有する素子のみを摺動せしめるようにした、第
   ３１項記載の装置。 ３３　上記表面の勾配及び傾きがそれぞれ約４５°以下
   の大きさである、第３２項記載の装置。