JPS60501147A - スパイラルセパレータおよびスラリーの分離方法 - 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】 名称：スパイラルセパレータ 逸先欠１ 本発明はスパイラルセパレータ（ｓｐｉｒａｌ　５ｅｐａｒａｔｏｒｓ）に関す る。スパイラルセパレータは比重に応じた固体の湿式重力分離に広く用いられて いる。たとえば、スパイラルセパレータはシリカサンド（ｓｉｌｉｃａ　５ａｎ ｄｓ）がらの種々のミネラルサンド（園１ｎｅｒａｌ　５ａｎｄｓ）の分離に、 また粉砕された石炭を、灰分またはそのほかの不純物を除去することによって、 選炭することに用いられている。そのようなスパイラルセパレータの例は、オー ストラリア特許出願第５５２０５／８０号明細書に説明されている。

背景技術 論ぜられているその種のセパレータは、床によって連結された内壁と外壁を有す る螺旋トラフ（ｈｅｌｉｃａｌｔｒｏｕａｈ）または排水溝（ｓｌｕｉｃｅ）を 有する。操作に関しては、分離されるべき物質を含んでいるパルプ（ｐｕｌｐ） またはスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）がトラフに供給される。スラリー中の物質は、 もつとも大きくもっとも重い物質が流れの一方の側部に移動し、より小さくより 軽い物質が流れの底から上方に向けてかつその湾曲部（ｃｕｒｕｅ）の内側から 外方に向けて層状に分配され、水がその湾曲部の外側に積み重なり、大きさおよ び比重に応じて分離される。重力が遠心力よりも大きいときには、もっとも大き くもつとも重い物質は内壁近傍で帯状に選鉱され（「精鉱帯」）、またより小さ くより軽い物質は外壁の方へ移動し、消耗された精鉱帯（「消耗帯」）を形成す る。スプリッター（ｓｐｌｉｔｔｅｒ）がティクオフ（ｔａｋｅ−ｏＨ）を経て 精鉱帯を取り出すように構成されており、分離が消耗帯の上で繰り返される。

発明の開示 この通常のタイプのスパイラルは高い有用性を有することが証明されている一方 、実際的な操作においては、複数の問題が生じている。第１に、スラリーのより 軽くより小さな物質（たとえばシリカサンドまたはその他の脈石（ｏａｎａｕｅ ｌ）が、分離されるべき、より密度の大きな物質の粒径と比較して、非常に小さ な粒径を有するときには、たとえそれぞれの比重において非常に大きな相違があ るとしても、より軽い物質のいくらかはより密度の大きな粒子の精鉱と共にスパ イラルの内壁に向けて内方に移動するであろうことが観察されている。シリカサ ンドから精鉱を分離するときには、シリカサンドの存在は精鉱の上に少なくとも 部分的に横たわる帯状のものまたは層状のものとして観察されうる。この、上に 横たわる消耗帯または消耗層はスラリーがら取り出されうる精鉱の収率および（ または）品質に悪い影響を与える。

第２に、最近の傾向では、パルプがスパイラルを下方に流れるときに付加的な洗 浄水を用いずに、そのようなスパイラルを操作するようにしている。大きなピッ チを有するスパイラル、および（または）トラフの長手方向における水平線に対 して比較的大きな傾きを有する床により、パルプの中の水は遠心動作のもとてス パイラルの外壁に向けて外方−へすばやく移動し、パルプ中の残留精鉱および脈 石はスパイラルを下方に流れるにひたがい、（３） づぐに緩慢な動作となることが観察されている。

それらの欠点を克服しまたは少なくとも改善し、かつ好ましい実施態様において スパイラルセパレータからうろことのできる精鉱の、収率および（または）品質 を改良する方法および装置を提供することが本発明の目的である。

本発明による方法は、選鉱のためのティクオフの上流位置において、上に横たわ っている消耗帯または消耗層を下に横たわっている精鉱から外側にそらす工程に よって、第１の目的を達成する。

好ましい実ＩＭ態様において、スラリー用のデフレクタ（ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ） が消耗帯の内方に位置づけられている。デフレクタの形状およびスラリーの速度 は、上に横たわっている消耗帯を外方に付勢する［頭部波（ｂｏｗ　ｗａｖｅ） 　Ｊがつくられるように選択される。好ましくは、偏向手段は、上に横たわって いる消耗帯を外方へそらし、さらに精鉱帯の幅を広げるのに役立ち、広くされた 精鉱帯は、精鉱の最適な品質および（または）収率をうるための、ティクオフ・ スプリッターの操作者による、調節を容易にする。

スパイラルの下方への尾鉱（ｔａｉ　ｌ　ｉｎｇｓ）の流れを維持し、バルブの 中の残留精鉱をパルプから分離させるために、消耗帯を水で再パルプ化する方法 および装置を提供することが、本発明のもう１つの目的である。

ここで用いられるように、「パルプ」と「スラリー」という用語は互いに交換可 能である。「外方に」の向きは、トラフの外壁に向かう向きであり、「内方に」 の向きは、トラフの内壁に向かう向きである。

スパイラルのターンの数、ピッチおよび床の角廉は、選鉱されるべき特定の精鉱 に好適となるように選択されえ、またスパイラル中の複数のティクオフにおいて パルプから取り出された精鉱を受けとめ運搬するために、スパイラルはコラムと 内壁との間に設けられた内部の溝（ｇｕｔｔｅｒ）を備えていてもよい。ティク オフは、どのような好適なタイプ、たとえばオーストラリア特許第５２２．９１ ４号明細書に開示されたタイプからなっていてもよいし、または内部トラフの方 へ導く内壁に設けられたスｏットまたは途切部（ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｉｅ ｓ）を有していてもよく、また固定されたまたは移動可能なスプリッター・ブレ ードがティクオフを経て精鉱を方向づけるために設けられていてもよい。偏向手 段はティクオフの約５０〜２００ｍｍ上流に設けられるのが好ましく、またスパ イラルのどのまたはすべてのターンに設けられてもよい。しかしながら、偏向手 段に突きあたる前にバルブが偏向速度に達しうるように、偏向手段はスパイラル の１ターンおきに設けられるのが好ましい。「偏向速度」とは、たとえばシリカ サンド（または脈石）が偏向手段によりつくられた「頭部波」によって、スパイ ラルの内壁から外方に偏向することが観察される速度である。

偏向手段はスパイラルの内壁の中に、上にまたは隣接して固定されてもよいし、 または内壁に対して移動可能であってもよいし、また要求されないときにはスパ イラル下方へのバルブの障害のない流れを可能とするために、偏向手段が内壁に 形成されたリレス（ｒｅｃｅｓ’ｓ）に隠れるようにされてもよい。高品質のミ ネラルの分離のために、脈石またシリカがミネラルの流れの内側部上に横たわら ないところでは、偏向手段はミネラルの流れの一部分を障害のないものにすると 共に、偏向手段の操作が脈石ま（５） たはシリカをミネラルの流れの外側部から偏向させるようにするために、内壁か ら距離をおいていてもよい。偏向手段は床から上方に延びる、または精鉱帯がス パイラルの下方へ障害なく流れることを可能にする床に隣接するところにおいて 、しかし上に横たわる帯または層が外方へ偏向するところにおいてスロットまた は孔を有する、ブレード状、フィンガー状またはそのほかの形状を有していても よい。

第１実施態様によれば、本発明は、床によって連結された内壁と外壁を含む螺旋 トラフを有すると共に、消耗された残留物から分離される精鉱物質のための少な くとも１つのティクオフを有しているスパイラルセパレータにあり、該スパイラ ルセパレータが該セパレータの使用において、少なくとも部分的に精鉱帯の上に 横たわっている消耗された残留物の帯が精鉱物質に対して外方にそらされるよう に構成された偏向手段を有する。

第２実施態様によれば、本発明は、 （ω第１物質と第２物質とからなるスラリーが、該物質のうちの１つが選鉱され た白帯と、消耗された外事とを形成し、該消耗された外事の少なくとも一部分が 選鉱された白帯の上に横たわるように、床によって連結された内壁と外壁を有す るスパイラルセパレータのトラフを下方へ該スラリーを供給する工程と、 ＋ｂ）スプリッターから上流側の位置で下に横たわっている精鉱帯に対して上に 横たわっている消耗帯の少なくとも内側部を外方にそらす工程 とからなる第１物質と異なる比重を有する第２物質から第１物質を分離するため の方法にある。

夕を下方へ流れる水の中のスラリーの固まりを、遠心力により、スラリーから分 離される水と再混合する方法にあり、該方法が、 スラリーが内壁と外壁との間の制限された幅の通路を通して流れるようにする工 程と、 該制限された通路内で内方へ分離された水を偏向する工程 とからなる。

制限された通路は、スパイラルの外壁と、スパイラルの内壁と一体的に設けられ た外方にそらされたフォーメーションとの間に定められるのが好ましい。付加的 には、外壁には外壁と一体的に形成された内方に偏向させるフォーメーションが 設けられているのが好ましい。

水がスパイラルの外へはねたりまたは偏向したりしないように゛、屋根（ｒｏｏ ｆ）が制限された通路を蓋うように設けられていてもよいし、また屋根は水を制 限された幅の通路内を下方へ偏向させ、水と尾鉱との再混合または再パルプ化を 増進させるために、下方に向けられた前縁および（または）後縁を有していても よい。

図面の簡単な説明 実施例によって、好ましい実施態様だけが添付図面を参照して今から説明される であろう。

第１図は本発明によるスパイラルセパレータの第１実施態様の、あるターンの平 面図である。

第２図、第３図、第４図および第５図は、それぞれ第１図における２−２線、３ −３線、４−４線および５−５線側部断面図である。

第６図は本発明による第２実ｍ態様の、あるターンの（７） 部分平面図である。

好ましい実施態様の説明 スパイラルアセンブリ１０は実質的に垂直なセントラルコラム１１まわりに設け られた４つの同様なスパイラルを有しており、それぞれのスパイラルの上端部は 、精鉱が分離されるべき供給パルプを収容する通常の供給ボックスに連結される 。説明を明確にするために、１つのスパイラルだけが図面に示されている。本実 施態様においては、セパレータはシリカサンドからミネラル精鉱を分離するため に用いられる。

それぞれのスパイラル１２は、水平線に対して傾けられたスパイラル床１４に連 結された外Ｗ１１３を有する。第１ターンのほとんどにおいては、内１１５はコ ラム１１に固定されており、そのあと分離された精鉱をスパイラルの底部におけ る精鉱の出口（図示されていない）の方へ運搬するために設けられた溝１６の分 だけコラムから離れるようになる。製造を容易にするために、スパイラル１２は ファイバーグラス（ｆｉｂｒｅｇｌａｓｓ）から形成されるのが好ましい。

スパイラル１２の第２ターンのほとんどにおいては、第１図および第３図に示さ れているように、横方向に延びるスロット（ｓｌｏｔ）１Ｂと移動可能なスプリ ッター・ブレード１９とを有する、オーストラリア特許第５２２，９１４号明細 書に開示されたタイプのティクオフ１７が、パルプから分離された精鉱を溝１６ の方へ運搬するために設けられており、水平線に対する溝の急な角度により、精 鉱が溝を下方へ自由に流れるであろうことを確実にする。

約１５〜２０ＩｌｌｌＩｌの幅のデフレクタ２０は、ティクオフ１７の約５０〜 ２００ｍｍ上流に内！！１５と一体−負５−哉けられている。第１図に示すよう に、デフレクタの突端部は、精鉱２１ａが比較的なめらかな流れでデフレクタ２ ０まわりを流れうるように丸みがつけられている。しかしながら、デフレクタ２ ０は精鉱２１ａの上に部分的に横たわっているシリカサンドを含有する水に「頭 部波」をつくり、この「頭部波」が、幅広いとはいえクリーンな精鉱帯（２１ａ ）にするように、シリカを外方へ、内壁から離れる向きへそらせる。

（精鉱帯の幅は、デフレクタ２０の上流でたとえば１５ｗ＋ｍの幅から、デフレ クタ２０の下流でたとえば２５１１ｍまで増加しうる。） 精鉱帯を観察することによって、操作者はほとんどすべての精鉱２１ａを取り出 すために、スプリッター・ブレード１９を調節することができる。シリカサンド から分離された、より幅広い精鉱帯により、従来のスパイラルに比して、より高 い品質および収率のイニシャルカット（ｉｎｉｔｉａｌ　ｃｉｔ）が行なわれう る。

第６図を参照すると、第１デフレクタのブレード３０がピン３１によって取りつ けられ、それによってスラリーの流れ方向に対するブレードの角度が調節可能で ある、第２実施態様が概略的に示されている。内壁１５にはリセスが設けられて おり、それによって使用していないときにはブレード３０が流れの外へ移される 。望まれるならば、トラフ床上のブレード３０の下縁の高さは５ｋｉｓ可能に− でもよい。第６図における精鉱帯はうイン３２の、半径方向内側に存在し、実際 には精鉱層と消耗層とが１本のラインによって分離されないことは理解される。

流線３３と３４はブレード３０と隣りあう頭部波を示す。

再パルプ化アセンブリ２１がティクオフ１Ｔのすぐ下流に設けられている。

（９） 平面的には三日月状をしている第２デフレクタ２２は、制限された幅の通路２３ を形成するために、スパイラルの内１１５を外方へなめらかなカーブでそらし、 該内壁を最初の径路に赫すことによって形成される。内Ｍ１１５は連結パネル２ ５によって溝の外１２４に連結されている。

第３デフレクタはティクオフ１７のすぐ下流において、外Ｗ１１３に一体的に設 けられており、第１デフレクタ２Ｇと同様の幅でよい。下方に曲げられた前縁お よび後縁２８を有する屋根セクション２７は制限された通路２３を蓋っている。

操作において、精鉱はティクオフ１７によって取り出される。水は遠心力下でス パイラルの外壁１３の方へ移動するが、パルプ中の尾鉱や残留精鉱からなる分離 されなかった残留物が内壁１５に隣接して、ティクオフ１７を過ぎて続いている 。水は第３デフレクタに対して打ちつけられまたは突きあ゛たり、屋根セクショ ン２７に対し内方および外方に方向づけられる。同時に、尾鉱および残留精鉱は 第２デフレクタによって外方に移動し、水と再混合または水で再パルプ化される 。屋根セクションの前縁または後縁２８は、この混合方法を助力するために、残 留精鉱を下方に打ちつけるあらゆる水を方向づけでいる。好ましければ、混合方 法をさらに助力するために、すなわち尾鉱および残留精鉱を加速するために、制 限された通路２４の短かいセクションにわたってスパイラルのピッチが大きくさ れてもよい。再パルプ化アセンブリの下流側において、残留精鉱は尾鉱から分離 され始め、たとえば第４ターンにおいて設けられる第２テイクオフ１７によって 、溝１６の中へ移動することができ、尾鉱はスパイラルの底部においてミドリン グ（ｍｉｄｄｌｉｎｏ）および（または）尾鉱の出口（または複数の出口）に続 いている。（これらの出口はオーストラリア出願第５５２０５／８０号明細書に 開示されたタイプからなっていてもよい。） 残留精鉱を取り出すことを助力するために、デフレクタ２０と同様のデフレクタ が、第２テイクオフの上流に設けられていてもよい。たとえば、スパイラルの第 ３ターンに設けられたもう１つのデフレクタがスパイラルの第３および第４ター ンの下方への精鉱の流れ速度を減じることを要求されてもよく、さもなければ精 鉱は精鉱にかかる遠心力が精鉱を尾鉱層の中へまたは尾鉱層にわたって外方へ移 動させるような速度に達する。

スパイラルはコンパクトであるので、付加的な洗浄水用の設備をなにも要求しな いし、また再パルプ化アセンブリはスパイラルの下方へのパルプの流れを確実に するので、適した４つのスパイラルがそれぞれのコラム１１に設けられてもより 。

デフレクタ２０、ティクオフ１７および再パルプ化アセンブリ２１がどのまたは すべてのスパイラルターン上にも設けられうろことは、当業者には容易に明らか であろう。

しかしながら、効果的な操作のために、パルプはシリカまたはそのほかの脈石を 偏向させるために「頭部波ｊがつくられるところで、「偏向速度」に達するのが 好ましく、また通常は第１デフレクタ２０は第２ターンに設けられ、連続的に設 けられる同様などのようなデフレクタまたはティクオフをもおよそ　〜　ターン ごとに、それに続いて設けられ、（もし必要ならば）ティクオフ間でパルプ速度 の上限を制御するための減速用デフレクタが設けられていてもよい。これまでの 実験では最良の結果は５つまたは６つのターンを有するスパイラルを用いてえ０ υ られており、第１デレフクタ２０とティクオフ１７が第２り２一部上に設けられ 、減速用デフレクタが第３ターンに設けられ、第２デフレクタ２０とティクオフ １７が第４ターンに設けられ、再バルブ化アセンブリ２１が第２ターンに設けら れている。

高品質のミネラルがパルプから分離されたところでは脈石またはシリカが精鉱の 外側部上に横たわっているだけであることが観察されうる。精鉱の流れをできる だけ妨害しないように、第１デフレクタ２０（および一連のデフレクタ）が、精 鉱の内側部に対して妨害のない通路を備けるために、内壁から内方に向けて距離 をおいていてもよい。前述のように、外側部は偏向されるが、脈石またはシリカ がデフレクタの下流でミネラル精鉱のきれいな流れをつくるために外方に偏向、 させられるので、ミネラルはデフレクタの何もない下流を満たすために内方に流 れる。デフレクタはパルプから分離されるべき特定のミネラルに好適となるよう に、スパイラルを横切る移動可能なものであってもよい。

好ましければ、ベーン形状のデフレクタが用いられてもよく、これは回転自在に 取りつけられていてもよい。

再パルプ化アセンブリの大きさ、形状、位置は分離されるべきパルプの性質およ びスパイラルのピッチによって決められるであろう。再バルブ化アセンブリのデ ザインは、スパイラルに供給されるべき高い供給速度を可能にするように、スパ イラルの下方へのパルプの良好な流れを好ましいように確実し、一方、部分的に 分離された精鉱への妨害をできるだけ少なくして、スパイラルの下方への連続的 な流れを確実にするために、水と尾鉱の適切な再パルプ化を確実にすることは容 易にわかるであろう。ある適用、たとえば低い供給速度での高品質の鉱物の分離 に関して、再バルブ化アセンブリに発生した過度の乱流を防止するために、洗浄 水の一部分が第２デフレクタ２６にわたって流れることは好ましい。そのような 適用において、デフレクタは外壁１３の高さを一部分だけ上に延びていてもよい 。スパイラルが異なった品質および（または）異なった供給速度の鉱物を分離さ せるのに用いられるべきところでは、デフレクタの高さを調節可能にしてもよい 。たとえば、デフレクタは壁と、好適な制御ステック、ロンドまたはバーによっ て操作される、高さを調節するために昇降しうる、内部のはめこみ式の部分とを 一体的に形成された固定された低部を有してずいてもよい。

洗浄水の付加または注入によってスパイラルの下方へのパルプの流れを容易にす る、以前から知られている方法は、補助的なパルピング手段を有していた。洗浄 水（は操作の一定の源（ｃｏｎｓｔａｎｔ　５ｏｕｒｃｅ）であり、配管内ｔＣ ，ａける藻類の発生やスパイラルあたり５つまでの蛇口（ｔａｐｓ）の調節の必 要性などのその他の問題が発生する。

水は異物を取り除くために巧妙に濾過されならな雄凱ハならず、供給するにはコ ストがかかり、また配水段＠鉱良好な動作状態を維持するには困難がある。パル プ記対する洗浄水の付加はまたビンオーバーフロー（ｂｉｎ　ｏｖｅｒｆｌｏｗ ）問題を惹き起こす。

最初の供給物の中に含まれている水で再パルプ化する本発明によれば、実質的に 価格は低くかつ操作者０１１作上の手間は著しく軽減される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　床によって連結された内壁と外壁を有する螺旋トラフと、 消耗される残留物から分離される精鉱のための少なくとも１つのティクオフ とを有しており、使用時に精鉱帯の上に少な（とも部分的に横たわっている消耗 された残留物が、該精鉱帯に対して外方向にそらされるように構成されている偏 向手段を有するスパイラルセパレータ。 ２、　前記偏向手段が、スラリーを外方の流れに方向づけるために前記内壁にお けるまたは該内壁と隣接するまたは該内壁と間隔をおいたデフレクタからなる請 求の範囲第１項記載のセパレータ。 ３、　前記偏向手段が、前記内壁と一体的であり、スラリーの偏向速度において 上に横たわった消耗された残留物を外方に付勢する頭部波をつくる形状を有して いる請求の範囲第２項記載のセパレータ。 ４、前記偏向手段が、前記内壁にまたは該内壁の近傍にあり、スラリーの流れに 対して横方向に延びているベーンからなる請求の範囲第１項記載のセパレータ。 ５、　前記ベーンが回転可能となるように設けられている請求の範囲第４項記載 のセパレータ。 ６、　前記偏向手段がスラリーの上層を外方に方向づけるようにするベーンから なり、下に設けられている通路を有し、それによって下層の、比較的偏向しない 流れを特徴とする請求の範囲第１項記載のセパレータ。 ７、　前記ベーンの下縁部の、トラフ床からの高さを調節するための手段を有す る請求の範囲第６項記載のセパレータ。 ａ　前記偏向手段がスプリッターまたはティクオフの上流５０〜２００■のとこ ろに位置づけられる請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１つの項に記載の セパレータ。 ９、（ω第１物質と第２物質とからなるスラリーが、該物質のうちの１つが選鉱 された内借と、消耗された外事とを形成し、該消耗された外事の少なくとも一部 分が選鉱された内借の上に横たわるように、床によって連結された内壁と外壁を 有するスパイラルセパレータのトラフを下方へ該スラリーを供給する工程と、山 ）スプリッターの上流側の位置で、下に横たわっている精鉱帯に対して、上に横 たわっている消耗帯の少なくとも内側部を外方にそらす工程 とからなる第１物質と異なる比重を有する第２物質から第１物質を分離する方法 。 ｎ　前記上に横たわっている層が、スラリーの流れを外方向に偏向させることに よってそらされ、該偏向された流れが上に横たわっている消耗帯を下に横たわっ ている精鉱帯に対して外方に付勢する請求の範囲第９項記載の方法。 １１、前記外方への流れが、頭部波を形成するための充分なスラリー速度で、前 記消耗帯の内方へ位置づけられたデフレクタ手段上にスラリーを衝突させた結果 によるものである請求の範囲第１０項記載の方法。 １２、上に横たわっている消耗帯が、スラリーの流れの上層を外方に方向づける と共にスラリーの流れの下層を実質的に偏向させないようにする前記デフレクタ のブレードによって、下に横たわっている精鉱に対して外（１６） 方に偏向させられる請求の範囲第９項記載の方法。 １３、前記内壁におけるまたは該内壁と隣接するスラリーが外方に偏向し、それ によって内側の精鉱帯がスプリッターの上流で幅方向に扇状に広くなる先行する 請求の範囲のいずれか１つの項に記載の方法。 １４、スラリーが前記内壁と前記外壁との間の制限された幅の通路を通して流れ るようにする工程と、該制限された通路内で内方に分離された水を偏向する工程 とからなる、遠心力によりスラリーがら分離された水で、スパイラルセパレータ の下方へ流れる水の中のスラリーの固まりを再混合する方法。 １５、床によって連結された内壁と外壁を有しており、スプリッターの下流にお いて制限された幅の通路を有しており、スパイラルを下る水を該通路においてま たは該通路の中で隣接する外壁から内方に方向づけるための手段を有しているス パイラルセパレータ。 １６、前記制限された幅の通路が、前記内壁をなめらかなカーブで内方にそらし 、それから該通路を最初の通路に戻すことによって形成されたデフレクタによっ て、内側で境界づけられた請求の範囲第１５項記載のスバイ１７、前記制限され た幅の通路が、前記スパイラルの外壁によって、外側で該通路の長さの大部分に わたって境界づけられた請求の範囲第１６項記載のスパイラルセパレータ。 １８、前記通路が屋根で蓋われている請求の範囲第１５項記載のスパイラルセパ レータ。 １９、前記屋根のセクションが下方に曲げられた上流側の縁部および／または下 方に曲げられた下流側の縁部を有する請求の範囲第１８項記載のスパイラルセパ レータ。 ２０、図面のいずれか１つを参照して実質的にここで説明されたような装置。 （１）