JPH0327267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、材料分離装置に及び方法に関し、特
に、改良された起泡（泡立てを利用する）浮選装
置及び方法に関する。

従来の技術 例えば鉱石又は脈石から有益鉱物を分離するの
に利用される周知の起泡浮選方法では、まず最初
に鉱石を微粉末に粉砕し、それを水等の液体に混
合して薄い、流動性のマツド（泥状液）又はスラ
リーを生成する。次にこのスラリーに湿潤剤を添
加する。湿潤剤は、分離すべき有益鉱物の表面を
選択的に湿潤し、岩石、粘土、砂等の有益でない
鉱石成分には作用しない。このスラリーを浮選セ
ルの容器に導入して、ここで撹拌してスラリーに
空気を吹込む。詳述すれば、空気は、撹拌中のス
ラリー中に分散され、湿潤剤によつて湿潤された
有益鉱物の粒子が小さな気泡に付着し、スラリー
本体の頂部近傍に泡として堆積する。次いで、こ
れらの泡を容器に壁に設けられた堰又は分離リツ
プをオーバーフローさせることによつてスラリー
本体から分離し、それらの泡を収集して乾燥させ
る。岩石、粘土、砂等の残留成分の選鉱くずは、
隣の浮選セルへ流出させるか、あるいは当該浮選
セルの底部から引出す。

浮選セルの１つのタイプとして、ロータ・ステ
ータ組立体をセル内のスラリーの液面より下でセ
ルの容器の底面近くに配置するものがある。ロー
タ・ステータ組立体のステータ（固定子）は、複
数のステータブレード（静止した固定子ブレー
ド）の環状の配列体から成り、ロータ（回転子）
は、ステータブレードの環状配列体によつて画定
される中央空間即ち中央キヤビテイ内で回転する
複数の半径方向（放射状）に延長したロータブレ
ードから成る。ロータブレードの円運動によりス
ラリーを撹拌してスラリーの流れを設定し、その
スラリー中へ空気を分散させる。

従来の一型式のロータにおいては、各ロータブ
レード部材は、１対の密接して並置させたプレー
トから成つている。スラリー内への空気の分散
は、空気流を並置したプレートの間をそれらの長
手に沿つて送り、空気を撹拌運動中のスラリー内
へブレードの外方縁から噴射させることによつて
行われる。他の型式のロータにおいては、スラリ
ーの液面近くにロータに近接させて配置した立て
菅から空気を分散させる。

スラリー内への空気の分散は、スラリー内に空
気粒子即ち気泡を形成する効率、従つて最終的に
は有益鉱物の純度及び回収率に対して重大な影響
を有する。又、浮選セル、及びそのロータ及びス
テータ部材の構成は、セルの運転に必要とされる
所要エネルギー及び運転効率に対して同様に重要
な影響を有する。

発明が解決しようとする課題 本発明は、スラリー内への空気の分散効率を高
めることを企図したものであり、空気をスラリー
中へ導入するための勝れた構造を有し、しかも、
構造が簡単で、経済的に製造することができる浮
選セルのための改良されたロータ・ステータポン
プ組立体を提供することを課題とする。

従つて、本発明の目的は、浮選装置の浮選セル
に使用するための改良されたロータ・ステータポ
ンプ組立体（以下、単に「ロータ・ステータ組立
体」とも称する）提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するために、浮選セ
ルに使用するためのロータ・ステータ組立体であ
つて、各々下方縁と内方縁を有する複数の直立ス
テータブレードの環状配列体から成り、それらの
ステータブレードの内方縁が協同して中央キヤビ
テイを画定するようにしたステータと、前記キヤ
ビテイ内に配置されており、各々湾曲した外方縁
を有する複数のロータブレードを備えており、そ
れらのロータブレードの外方縁が協同して包絡放
物面を画定するようにしたロータと、前記複数の
ロータブレードの間を通して外方へガスを放出す
るために前記ロータに形成されたガスチヤンバー
と、から成り、前記各ステータブレードの内方縁
は、前記各ロータブレードに合致する形状を有
し、該両ブレードの互いに対面する長さ部分にお
いて各ロータブレードの外方縁から実質的に一定
の距離半径方向に離隔しており、該各ロータブレ
ードは、前記中央キヤビテイにおいて各ステータ
ブレードの下方縁を越えて相当な距離下方に突出
していることを特徴とするロータ・ステータ組立
体を提供する。

本発明のロータ・ステータ組立体は、浮選セル
の容器に収容したスラリー内に潜没するように配
置される。本発明のロータ・ステータ組立体を使
用すれば、ロータによつてポンプ送りされたスラ
リー内に泡立てのためのガス（空気）を分散させ
るためのガスチヤンバーをロータ構成部材自体に
よつて画定するようにした改良された浮選セルが
得られる。このガスチヤンバーへ送られたガス流
は、ガスチヤンバーから横方向（半径方向）に偏
向され、回転する各ロータブレードの後行面（ブ
レードの回転方向でみて後側の面）に沿つてガス
ポケツトとして流れ、ブレードの外方縁において
スラリー内に流入する。

実施例 第１図を参照すると、本発明によるロータ・ス
テータポンプ組立体（以下、単に「ロータ・ステ
ータ組立体」又は「ポンプ組立体」とも称する）
を組み入れた浮選セル１０を有する浮選装置が示
されている。浮選セル（以下、単に「セル」とも
称する）１０は、総体的にＵ字形の側壁部材１
３，１４を有するスチール製の容器１２を有す
る。ロータ（回転子）１６とステータ（固定子）
とから成る本発明のロータ・ステータポンプ組立
体は、容器１２内に配置する。このポンプ組立体
は、スラリー２０の液面１９より下に、容器の底
面２１に近接するように配置する。スラリー２０
は、供給ボツクス２２及び側壁部材１３の下方部
分に形成されたスロツト２３を通して容器１２内
へ導入される。ロータ１６の回転運動によりスラ
リーを容器１２内に分配し、泡を生じさせる。泡
は、スラリーの液面１９にまで上昇する。この泡
は、容器１２の分離リツプ（唇部）２４をオーバ
ーフローすることによつてスラリーの本体から分
離され、泡導出トラフ２５内へ流入する。残留岩
石、粘土、砂等のスラリーの選鉱くずは、更に分
離するために、容器の側壁部材１４の下方部分に
形成された切欠き２６を通つて流れることによつ
てセルの底部から隣のセル（図示せず）へ抽出さ
れる。あるいは別法として、選鉱くずは、セル１
２自体から除去することもできる。

容器１２内にロータ１６を支持するための手段
は、頭上ベアリング３０，３２によつて支持した
垂下支持管又は管状軸（以下、単に「管」とも称
する）２８から成る。容器内でロータ１６に回転
運動を与えるための手段は、電動モータ３４と、
モータ３４の出力軸を管状軸２８に連結する駆動
連結手段３６から成る。ロータ１６の回転運動
中、泡立て用ガスがガス供給源から導管３８及び
エルボ４０を通して管２８へ送られる。エルボ４
０から管２８の内部へのガス流路を形成するため
に管２８の側壁に孔を設けることができる。泡立
て用ガスとしてはいろいろな周囲のガスを利用す
ることができるが、好ましいがすは空気である。

ロータ組立体１６は、ハブ４２と、複数のロー
タブレード（以下、単に「ブレード」とも称す
る）４４と、頂部プレート４６から成る。ハブ４
２は、上端４８及び下端５０をそれぞれ第１円形
プレート４９及び第２円形プレート５１によつて
閉鎖された、長手軸線４７を中心とする円筒形部
材によつて構成するのが好ましい。各ブレード４
４は、一体のプレートによつて形成され、ハブの
第１円形プレート４９の外周縁を受容するための
切欠き５２を有する。各ブレード４４は、ハブの
上端４８を越えて軸線４７の方向に上方へ突出し
ており、頂部プレート４６は、それらのブレード
４４の上方突出部分に取付けられている。頂部プ
レート４６は、ハブの上端４８に対置する円形孔
５４を有する。ハブ４２と、複数のブレード４４
と、頂部プレート４６との組合わせにより後述す
るようにロータの上方部分５７にガスチヤンバー
５６を画定する。これらのロータ構成部材は、ス
チール板及び管材で構成するのが好ましく、溶接
又はその他の好適な手段によつて一体の構成体に
組合わせる。このように組み合わされたロータの
外表面に、ゴム等のエラストマー又はその他の適
当な耐摩性材料の層５８を被覆する。

ロータ１６は、その頂部プレート４６で管２８
に結合し、フランジ６０（第３，４図参照）を介
して支持する。ボルト６２をフランジ６０及び頂
部プレート４６を貫通して挿通し、ナツト（図示
せず）を締付けることによつて頂部プレート４６
をフランジ６０に固定する。管２８内を流れるガ
ス流は、フランジ６０を通し、頂部プレート４６
の孔５４を通してガスチヤンバー５６へ搬送され
る。

ブレード４４は、軸線４７の方向にも、軸線に
対して横断方向の半径方向にも延長している。ブ
レードの半径方向の幅は、ハブの上端４８に近接
した位置においては広くし、ハブの下端５０に近
接した位置においては狭くしてある。好ましい構
成では、ブレードの数は６枚として放射状に延長
させ、ブレードの外方縁６３を放物線又は渦巻の
形に合致する曲線形状とする。従つて、多数のロ
ータブレード４４の外方縁６３が協同してロータ
１６の包絡放物面を画定する。

ステータ１８は、複数のステータブレード（以
下、単に「ブレード」とも称する）６４の環状配
列体から成る。各ブレード６４は、軸線４７の方
向に延長する長さ６５と、軸線４７に対して横断
方向に延長する幅６６を有する。ブレード６４の
環状配列体は、その内側に中央空間又は中央キヤ
ビテイ６７を画定し、ロータ１６はこのキヤビテ
イ内に回転自在に支持される。好ましい実施例で
は、ステータブレード６４は、円形に配列し、軸
線４７に向つて半径方向に延長させる。各ステー
タブレード６４は、一体のプレートから成り、ト
ロイド状のリングによつて配列体内に支持する。
これらの捨てたブレードの組合わせ体は、容器１
２の底面２１の上方にそれに近接させて支柱７４
によつて水平フレーム７１上に支持する。各支柱
７４は、それと一体に形成したブレード部分７５
を含む。ブレード６４、支持リング７０及び支柱
７４は、金属板で形成し、溶接又はその他の適当
な手段によつて環状配列体として組合わせる。こ
の組立体には、ゴム又はその他の適当な耐摩性材
料の層７６を被覆する。

ステータブレード６４の長手６５は、ロータの
上方部分に位置するロータブレード４４の長手の
一部分８０と同延関係をなしており、この同延延
長部分に和縦ロータとステータの間に実質的に一
定の幅の間〓８２が設定される。各ステータブレ
ード６４の内方縁８４は、各ロータブレード４４
の外方縁の形状にほぼ合致する。ステータブレー
ド６４の内方縁８４の形状は、曲線状とし、放物
線又は渦巻の形状とすることが好ましい。

作動において、供給ボツクス２２からスロツト
２３を通して容器１２内へ導入されたスラリー
は、回転するロータの下方部分へ引込まれ、ロー
タ１６の上側2/3の部分から半径方向外方へ排出
される。ロータ１６によつて排出されたスラリー
は、ステータブレード６４の配列体によつて容器
１２内の外周へ、かつ、上方へ差向けられる。管
２８へ送られたガス流は、頂部プレート４６の孔
５４を通り、ガスチヤンバー５６内でハブ４２の
上端４８に向けて噴出され円形プレート４９に衝
突する。円形プレート４９に衝突したガス流は、
ガスチヤンバー５６から軸線４７に対して横断方
向８５に偏向される。ポンプ送り動作中、各ブレ
ード４４の後行面（第２図に矢印８９によつて示
されるブレードの反時計回り回転方向でみて後側
の面）８６と隣接するブレード４４の先行面（ブ
レードの回転方向でみて前側の面）８７との間の
空間によつて画定されるポンプ送りチヤンネル
は、スラリーによつて占められ、ブレードの後行
面８６の沿つての空間は、ガスチヤンバー５６か
ら導入されたガスのポケツトによつて占められ
る。このガスポケツトの境界は、主として、ガス
チヤンバー５６内に存在する差圧によつて決定さ
れ、ガスの圧力とスラリーの圧力とが等しくなる
面に位置する。ガスポケツトは、頂部プレート４
６より下方においてブレード４４の外方縁６３に
まで延長し、かつ、外方縁６３が放物線又は渦巻
の輪郭を有することの結果としてブレードの後行
面８６の一部分に沿つて軸線４７の方向にも延長
する。このポケツト内を流れるガス流は、各ブレ
ード４４の外方縁６３においてスラリー内へ分散
される。

ロータ１６は、ブレード４４の軸方向の長さと
実質的に一致する軸方向長さＬを有する。本発明
のガス分散機構の作動は、ガスチヤンバー５６の
軸方向長さをロータ１６の長さＬの約５％より大
きく、50％未満とした場合に得られる。ガスチヤ
ンバー５６の軸方向の長さの好ましい範囲は、ロ
ータ１６の長さＬの約20％〜約30％の間であり、
好ましくは約25％である。

発明の効果 本発明によるロータ１６の一体プレートの構造
は、構造を簡略化し、製造コストを相当に削減す
る。又、ゴム等のエラストマーみよるロータの外
表面の被覆は、容易に行うことができ、それだけ
製造コストを削減する。

支柱７４によりステータ１８をセルの容器の底
面から上方に離隔させて支持する構成としたの
で、最も効率的な粒子懸濁が必要とされるセル容
器の下部循環帯域内における流れ制限・妨害作用
を実質的に低減することができる。又、従来技術
の浮選機構において得られるスラリーの流れパタ
ーンは、乱流ミキサータイプの流れであるのに対
して、本発明のロータの放物線輪郭のブレード
と、ロータのブレードとブレードの間に画定され
る比較的大きいポンプ送りチヤンネルとにより好
ましい層流パターンを創生する。放物線輪郭のロ
ータと、それを覆う形のステータとは、動力所要
量を少なくし、従つてエネルギーの効率的な利用
を可能にする。

更に、ロータブレードの外方縁の輪郭を放物線
とし、ロータブレードをステータブレードの下端
を越えて突出させる構成は、ガス分散のためのロ
ータブレードの面積を比較的大きくすることを可
能にし、スラリー中へのガス分散作用を高める。
即ち、このロータは、比較的高いポンプ送り速度
を達成し、それによつてスラリーを大きい流量で
ガスとの大きい界面に亙つて流動させ、その結
果、ガス気泡の効率的な渦流放出によつてガス分
散作用を高める。更に、ロータの外方縁とステー
タの内方縁との間に設定される剪断帯域は、容器
の体積内の大きな部分に亙つてガスを微細気泡の
形で外方かつ上方へ分散させる作用をする。この
ガス分散の結果として、比較的広い範囲のガス流
調節が可能とされ、従つて、このガス流量を、コ
ンピユータ制御される浮選工程の性能を高めるた
めの好便な制御変数として利用することができ
る。この比較的高いガス分散効率は、又、正味ス
ラリー密度を減少させ、動力消費量を最少限にす
る。

Ｕ字形の容器を使用することにより、容器の角
張つた隅部がなくなり、スラリーをロータのポン
プ作用に露呈させるのを助成する。従つて、従来
技術におけるように多数の浮選セルを並置する必
要性は実質的に低減される。従つて、電動モータ
の停止、及び電気回路のシヨートが回避される。
上述した本発明の利点は、比較的大型の浮選セル
において特に有利であり、所要セルの数を少なく
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による浮選セルの一実施例を
示す一部切欠した部分側面図である。第２図は、
第１図のロータ及びステータの拡大部分透視図で
ある。第３図は、第１図のロータ・ステータ組立
体の拡大部分側面図である。第４図は、第３図の
線４−４に沿つてみた一部切欠断面図である。第
５図は、第４図の線５−５に沿つてみた一部切欠
断面図である。第６図は、第１図のセルのＵ字形
横断面を示す第１図の部分背面図である。 １０：浮選セル、１２：容器、１６：ロータ、
１８：ステータ、２４：分離リツプ、２８：垂下
支持管、３４：モータ、３８：導管、４２：ハ
ブ、４４：ロータブレード、４６：頂部プレー
ト、４８：上端、４９，５１：円形プレート、５
０：下端、５４：孔、５６：ガスチヤンバー、６
３：外方縁、６４：ステータブレード、６７：中
央キヤビテイ、７４：支柱、８２：間〓、８４：
内方縁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 浮選セルに使用するためのロータ・ステータ
   組立体であつて、 各々下方縁と内方縁８４を有する複数の直立ス
   テータブレード６４の環状配列体から成り、それ
   らのステータブレードの内方縁８４が協同して中
   央キヤビテイ６７を画定するようにしたステータ
   １８と、 前記キヤビテイ内に配置されており、各々湾曲
   した外方縁６３を有する複数のロータブレード４
   ４を備えており、それらのロータブレードの外方
   縁６３が協同して包絡放物面を画定するようにし
   たロータ１６と、 前記複数のロータブレード４４の間を通して外
   方へガスを放出するために前記ロータに形成され
   たガスチヤンバー５６と、 から成り、 前記各ステータブレード６４の内方縁８４は、
   前記各ロータブレード４４に合致する形状を有
   し、該両ブレード６４，４４の互いに対面する長
   さ部分において各ロータブレード４４の外方縁６
   ３から実質的に一定の距離８２半径方向に離隔し
   ており、該各ロータブレード４４は、前記中央キ
   ヤビテイ６７において各ステータブレード６４の
   下方縁を越えて相当な距離下方に突出しているこ
   とを特徴とするロータ・ステータ組立体。 ２ 前記ロータブレード４４は、前記ステータブ
   レード６４の下方縁を越えて該ロータブレードの
   全長の約1/3だけ下方に突出していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のロータ・ス
   テータ組立体。 ３ 前記ロータは、ハブ４２と、該ハブから半径
   方向に延長し、一部分が該ハブから上方へ突出し
   た前記ロータブレード４４と、該ロータブレード
   の上方突出部分を覆う頂部プレート４６とから成
   り、該頂部プレートには該ロータの長手軸線４７
   の方向に前記ガスチヤンバー５６に開口した孔５
   ４が形成されており、ガスチヤンバー５６がロー
   タブレードと、前記ハブの上端によつて画定され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のロータ・ステータ組立体。 ４ 前記ハブ４２は、上端４８及び下端５０をそ
   れぞれ第１円形プレート４９及び第２円形プレー
   ト５１によつて閉鎖された、長手軸線４７を中心
   とする円筒形部材であることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載のロータ・ステータ組立
   体。 ５ 前記ロータブレード４４は、前記頂部プレー
   ト４６に近接した軸方向の第１部位から前記ハブ
   ４２の下端５０に近接した軸方向の第２部位にま
   で延長していることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項に記載のロータ・ステータ組立体。 ６ 前記ガスチヤンバー５６の軸方向の長さは、
   前記ロータ１６の長さＬの約５％より大きく、50
   ％未満であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜５項のいずれかに記載のロータ・ステータ組
   立体。 ７ 前記ガスチヤンバー５６の軸方向の長さは、
   前記ロータ１６の長さＬの20％〜30％の間であ
   り、好ましくは25％であることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項に記載のロータ・ステータ組立
   体。