JPS62289245A - 鉱物分離器 - 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】 ３、発明の詳、Ｙｓな説明 本発明は鉱物分離器に係わる。

鉱物は通常振とうテーブル上で分離される。

水中に粉体鉱物を含むスラリーは、わずかに傾斜された
複数波形をもつテーブルの頂端部に薄い流体膜として供
給され、テーブルは（非対称加速度により）頂端部に対
し平行に振とうされる。同時に頂端部のＪＡシ部分に洗
浄水の薄膜が供給される。薄膜内の高密度粒子は、低密
度粒子よりもよりゆっくりと下流側へ移動するが、低密
度粒子よりも早くに横方向へ振とうされて、従って別１
固に収集可能である。

本発明による鉱物分離器は、テーノ９を有し得る円筒（
または円を渦巻状にした形状を有する円筒で以後渦巻円
筒という）の内側形状面を有し、その軸の周シに回転し
たときにそれ自身に泪って軸方向に作用する力をもつよ
うに構成された本体と、前記面に対し２以上の遠心力を
与えるようにすべく本体を円筒軸の周りに回転する手段
と、本体に揺動を与える手段と、円筒または渦巻円筒の
（もしテーノ９が付けられている場合は好ましくは狭口
４部において）内側の円形ラインまたは渦巻ラインに間
欠的にスラリーを供給する手段および間欠的に洗浄液を
供給する手段と、並びに円筒の軸方向に泪う移動度が異
なる分級成分を別々に収集する手段とで構成される。渦
巻の出発点は１つでも複数でもよい。円筒は平行側面（
いわゆる真円筒）でも曲線テーパ付でも円錐台でもよい
。以後「円筒」はとくに注記がない限ｂｉ巻円筒も含む
ものとする。

本発明はまた、鉱物を含むスラリーのバッチ量を、１以
上の遠心力を与えるように回転されているテーパであり
得る円筒（または渦巻円筒）の内側上の円形（または渦
巻ライ／）に供給すること、回転する円筒を揺動させる
こと、日商または渦巻円筒をそれ自身に活って軸方向に
作用する力を有するように構成するが、これは流体圧力
勾配または円筒にテーパをつけることによって行われ、
後者の場合はスラリーは広口端部から離れたところ即ち
狭口端部に供給されること、円筒上のスラリー通路を捕
捉しながら洗浄液のバッチ量を円筒に供給すること、お
よび円筒に沿った軸方向のスラリー分級成分の移動度の
差を利用してスラリー分級成分を別々に収集することを
含む鉱物の分離方法を提供する。

分別収集は円筒の軸方向下流での異なる場所の分級成分
、即ち円筒の所定位Ｉｆ（通常は広口端部）へ異なる時
間に到達する分級成分を収集して行なわれる。揺動は種
々の形態で行ないうる。たとえば回転を瞬間に止めたシ
、回転に加速および減加速を重ねたりしていわゆる円周
方向に揺動を与えたり、または（１）１（７’Ｃとえば
回転＠）に６って前後運動を与えたり、あるいは（回転
軸に垂直な平面内で）軌道運動を与えたりして、少なく
とも粒子の一部は屑に動くように、推持する。

円筒にテーパが付けられている場合は、円錐台の半２の
遠心力を与えるようなものが好ましい。口伝ズ租よ、鉛
直、水平、または水平に対し少なくとも１０度の傾斜と
することができる。軸方向力は流体圧力勾配であっても
よく、または円筒にテーパを付けたシ円筒を傾栴したり
して遠心力で引き起こしてもよい。

いずれの場合も、円筒／テーパ付円筒／渦巻円筒に対し
、スラリーから堆積して盛上った重い材料上を流動する
ように間欠的に洗浄液を供給することが好ましい。洗浄
液の役目は、液圧で材料除去を助けたシ、または付加さ
れた遠心力が減少しおよび／または振とうにより起こさ
れるせん所作用が増加されたとき、半径方向外側層内の
重い材料の品位を改善したシ清掃したりすることである
。

材料はすべて移動を継続し、スラリー供給、洗浄液供給
、および高比重材料と低比重材料との分別収集などは、
これらの材料の速度が異なることを利用してそれに応じ
て段階的に行なわれる。換言すると回転条件は、高比重
材料は遠心力で拘束されて比較的流動しにくく、一方低
比重材料は前者から分離するようなもので、これにより
各々が別々の位置から収集できる。

材料の収集はバッチ式でも連続式でもよい。もしノ９ツ
チ式の場合は円筒の回転を遅くするかまたは停止できる
ようにし、任意ではあるが円筒は傾斜される（回転軸が
鉛直ならば不要）。これによって分離された材料（スラ
リー分級成分）は、分別されて重力により落下するか、
機械的に（たとえば分級成分を選択して除去するように
取付けられたブレードにより騒落とされて）除去される
か、または液体で洗い流すことが可能となる。収集が連
続的な場合は分離された材料は別々の位置から収集され
、この場合、洗浄液を使用したり、円筒の広口端部か各
々の所望位ｔまで各々軸方向に伸長するブレードを援用
したシすることは任意である。この場合ブレードは、液
体ジェットまたは液体カーテンのような同等手段に置換
えてもよい。

他の好適実施例として本発明は、鉛直な軸のまわシに回
転可能な中空な円筒または渦巻円筒からなる鉱物分離器
をも提供する。この鉱物分離器は。

分離すべき鉱物を含むスラリーを、円筒または渦巻円筒
の頂端部ヘバッチ弐て供給する手段を有する。円筒また
は渦巻円筒は、少なくともスラリーの一部を懸濁させ続
けるように十分に揺動させる手段を有する。

本発明の他の好適実施例では、鉱物スラリーを中空回転
鉛直軸円筒または渦巻円筒の頂端部縁に供給して鉱物を
分離する。円筒または渦巻円筒は十分に揺動されてスラ
リーの少なくとも一部を懸濁させに光け、洗浄液が間欠
的にそれに供給されるのが好ましく、回転速度を落とし
および／または揺動の周期と振幅とが増加されるのが好
ましい。

スラリーの重い分級成分は、軽い分級成分がはじめに除
去されたあと、（ａ）任はではあるがフラッシング液を
用いて重力作用で、または（ｂ１機械的に収集される。

円筒を回転する手段はモータで駆動される軸であってよ
い。この軸上に複数個の円筒／渦巻円筒が取付けられる
が、たとえば軸上の同一点から外方に入れ子状に取付け
られたり、または軸に沿って軸方向に間隔を設けて取付
けられたり、またはその両方である。（たとえばスラリ
ー供給手段などの）補助装置は適当に重複設置される。

処理される材料は複数の円筒を直列、並列または一部直
列と並列との両方に流れるように構成され得る。

複数の軸を設けてその各々に１個以上の円筒／渦巻円筒
を取付けてもよく、スラリー供給手段および洗浄液供給
手段は各軸に順次に供給するように設けられる。

実施例 本発明を添付図の実施例で説明する。

第１図において鉱物分離器は中仝本体１（透視で示され
ている）を有し、その内面は円錐台の形状である。本体
１は広口端部は開放でれ、次口端部には軸心方向に軸２
が取付けられる。軸２は振とう機（シェイク）３により
７１１ｚ１各片振幅１３Ａαで往復運動が与えられ、ま
たモータ４により４０Ｏｒｐｍで回転される。本体１は
半角が１度、軸方向長さ３０１、および平均内径３０α
の円錐台である。円錐角のよシ大きいものはより高い回
転速度のときに有効である。

開放広口端部から本体ｌ内へ、供給管と掻取りブラシと
からなる定置式組立体１０が突出する。

組立体１０へは複数の管１２からスラリーと洗浄水とが
供給される。この実施例ではスラリーは、少量の有価な
（高比重）材料と、残りの（低比重材料）の廃棄物とを
含む粉砕鉱石からなり、粒径はすべて７５ミクロン以下
で、そのうち半分は２５ミクロン以下およびＫは１０ミ
クロン以下であり、この粉砕鉱石は１リツトルの水に５
０から３００２、例えば１５０ｔの濃度に懸濁される。

固体の供給率はスラリー内の固体の濃度に無関係に５０
から３ｏ０ｒ／分に保持される。スラリーはスラリー供
給管１６を介して中空本体１の狭口端部へ１ｔ／分の割
合で供給され、また洗浄水は管１５を介して管１６の供
給口の少し背後へ供給される。

１本の供給管１６の代りに、スラリーは本体の１８０度
の円弧の範囲に供給することも可能である。洗浄水も同
様に円弧状に供給可能である。管１６の反対側で管１５
から離れて全体が軸方向に長い掻取りブラシ２０が設け
られ、ブラシ２０は本体ｌの内面全体から材料を除去し
て、略図で示した収集器２１に集めることが可能である
。ブラシ２０と管１５との間で管１６の反対側に同様な
ブラシ２４が設けられているが、これは中空本体１の狭
口端部方向でブラシ２０よりやや短かくなっている。管
１５．１６およびブラシ２０．２４はすべて組立体１０
の部分である。短かい方のブラシ２４は、それが掃き取
る領域から物質を収集器２５内へ除去可能である。ブラ
シ２０．２４は９０度離れているのが適切である（図で
は分かり易くするために接近している）。収集器２１．
２５は遠心力で集められた物質を本体１から（ブラシ２
０．２４で別々に）収集するように設けられる。

使用時にスラリーは、軸方向に振とうされ高速に回転す
る本体１の狭口端部へ管１６を介して供給される。この
ようにスラリーは（振とう機３により）振とうされ、そ
の間数２の遠心力を受けながら成分に分離され、そのう
ち最も軽い成分は本体１の広口端部方向へ極めて急速に
移動する。振とう速度を増加すると高比重粒子をもより
動き易くする効果を有する。

約２分後には、管１６から供給されたスラ１７−の所定
成分は加速重力振とうされ本体１に沿って下方へ比重帯
に分離されるが、ブラシ２４はスラリーの殆んどすべて
の要素と係合するが、ただ最も重い成分とは係合するま
でには至らない。ブラシ２４は（管１５からの洗浄水と
このブラシに近接する不図示の他の管からの洗浄水の助
けを借りて）、それに接触する材料はすべて収集器２５
へ除去する。それより約０．５分後には最も重い成分（
即ちすべての代表例で金属分を含む最大比重帯）が長尺
のブラシ２０に到達し、収集器２１に洗い流されて以後
の処理に回される。ブラシできれいに除去された本体１
は次に管１６からさらに別のスラリーを受け、前記の過
程が何回も繰返嘔れる。

修正態様では、ブラシ２０．２４は半径方向内方へ引込
み可能であって、材料の分離がほぼ完了してはじめてブ
ラシ（または水ジェツトや同様手段）がドラムと係合し
て最も移動しにくい材料だけを除去し、次にブラシを引
込めて（または水ジェツトを停止して）サイクルを繰返
し、スラリーの別の１パンチ量を供給する。洗浄工程も
含めた作票順序の例を後の表に詳細に示す。

スラリーの分別収集された帝は、同様なまたは同一セパ
レータ内でさらに分離してもよい。こ、〕目的のために
、または並列にスラリーを分離するために、あるいは両
方の目的で、同様または同一分離器を同一軸上で軸方向
に間隔をなして、または半径方向外方に入れ子式に、あ
るいは千鳥に（入れ子式でかつ軸方向にややずらして）
、またはこれらの組合わせで装着してもよい。

第２図は、第１図の軸２を振とうさせるだめの代替方法
を備えた鉱物分離器用駆動装置を示す。

本体ｌには異なる揺動が与えられるが、その他の点は変
りなく第１図と全く同様に分離が行なわれる。第２図で
は本体ｌは、自動型差動装置２１の半軸２０に取付けら
れる。他の半軸２２はモータ４により駆動され、モータ
ははずみ車で補助される。「プロペラ軸」２３は振動軸
である。プロペラ軸の振動は、半軸２２を介して供給さ
れかつ差を口 動装置２１で逆転される回転に加速または１響を加え、
いわば本体ｌの定常回転の中に円周方向振動が重ねられ
る形になる。

第３図は、２つの鉛直軸３１を有し、各軸は５個の軸方
向に間隔をなして設けられた直円筒形（平行側面）渦巻
円筒３２を有する本発明の鉱物分離器を示す。共通モー
タ３４は種々のプーリ３５を有し、これらのプーリはベ
ルト駆動を介して各軸上の電磁クラッチ３７に異なった
速度比を与える。いずれの軸３１においても１度に１つ
のクラッチ３７としか保合できない。

軸３１はピボットビーム４０上でバランスされ、ビーム
４０は振とう機４１により揺動されて軸３１ならびに軸
に取付けられた渦巻円筒３２に対し軸方向の往復運動を
与える。振とう機４１の代シに（あるいは追加して）、
そ−夕３４からの駆動軸に揺動機４１′が接続され、こ
れによυ軸３１およ分配箱４３は、水中鉱物スラリー（
第１図および第２図に記載のような）の供給源４３（ｉ
）と、洗浄水の供給源４３　（ｌｉ）とを別々に受容す
る。これらはそれぞれ順序に従ってマニフオールド３１
ａ。

３１ｂの間で切替えられ、マニフオールド３１３゜３１
ｂは第４図に見易く示すように、各軸３１上の渦巻円筒
３２にスラリーを供給する。第４図に見易く示すように
、収集とい４４が設けられ、通称の「コンセントレート
」、「ミドリング（リサイクル用）」、および「テーリ
ング（廃棄用）」といわれるスラリー分級成分を分別し
て収集する。

第４図は第３図の渦巻円筒３２の中の１つを詳細に示す
。渦巻円筒は高さく＋１ｇ）２０α長さ４０ｍのステン
レス鋼の糸帯で、これが直径１．５ｍの渦巻に巻かれ、
条帯はけたおよびステー（図示なし）により０．５（：
ＩＩ間隔を保持するように巻つけられ、けたおよびステ
ー自体は、渦巻円筒を長手軸３１（図示なし）に強固に
固定する。図は見易くするために渦巻をわずか３巻きし
か示していないが、実際は約１２巻きある。渦巻円筒は
使用時は、図示の方向に３Ｏｒｐｍから３０Ｏｒｐｍの
種々の設定速度のうちの１つの速度で回転させられる（
軸により滑りなく駆動される）。マニフォールド（第３
図）からのスラリーは固定分配管４６に到達し、分配管
はスラリーをこの渦巻円筒の頂部端縁内面上に粉霧する
。渦巻円筒の回転と共【で、収集面としての内面の頂部
端縁全周にスラリーが行きわたる。

第１図における説明と同様の物理的材料選別方法により
、軽量分級成分がまず渦巻円筒の高さ分を通過してとい
４４内に滴下し、さらに切換選択箱４５を介して排出さ
れる。次に「ミドリング」がとい４４および切換箱４５
に出現し、４３（１）に戻される。次に分配箱４３は切
換えられ４３（ｉｉ）からマニフォールドを介して分配
管４６へ洗浄水を供給する。（その間スラリーは、他の
軸３１上の渦巻円筒へ供給される）。さて当該の軸は回
転が減速され、水の洗浄作用のもとてコンセントレート
（濃縮部）がとい４４および選択箱４５内へ洗い流され
るが、ここで選択箱はこのコンセントレート分級成分を
収集するように切換えられる。

この渦巻円筒にはスラリー（固体分１０チ含有）が頂部
端縁１ｍに対し０．６ｔ／分の割合で１０から３０秒間
と＜Ｋ２０秒間供給される。渦巻円筒は２７Ｏｒｐｍ以
下とくに２００から２６Ｏｒｐｍで回転され、これに対
して振幅８αで１分間に複数回の割合の円周方向振とう
が重ねられる。振とうは記載の段階中ずつと変りなく続
ける。次に回転を１５０ｒｐｍＫ落として、上記と同じ
流量の水を用いて５から１５秒間とくに１０秒間第１回
の洗浄が行なわれる。次に回転をさらに１１００ｒｐに
落として、第１回の洗浄と同じ条件で第２回の洗浄が行
なわれる。さらに回転を８Ｏｒｐｍ　にして、前回同様
の条件で第３回の洗浄が行なわれる。

最後に回転を３Ｏｒｐｍにして、前の２倍の流量で１０
秒間コンセントレートが洗い流される。

他の実施例では、直径％ｍの平行側面渦巻円筒の軸を水
平に対し２０°傾斜させて運転される。

４００サイクル／分で、振幅２ｃｍの軸す向振とうが絶
えず加えられる。これは２５５　ｒｐｍ　　で回転され
、一方頂部端縁１ｍあた＃）０．１２７分の割合で１０
秒間スラリー（固体分１０％含有）が供給される。続い
て回転を２０Ｏｒｐｍに減速し、一方第１回の洗浄水は
角部端縁１ｍあたシ０．６ｔ１分の割合で１０秒間供給
され、次に回転を１５Ｏｒｐｍ　　に減速して第１回と
同様な第２回の洗浄を行ない、次に回転を１０　Ｏｒｐ
ｍ　に減速して同様な第３回の洗浄を行ない、次に回転
を数ｒｐｍに落して大量の水で洗い流す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鉱物分離器の概略図、第２図は本
発明による鉱物分離器の部分で、代替駆動装置を示す概
略図、第３図は本発明による好ましい他の実施例による
鉱物分離器、および第４図は第３図による鉱物分離器の
詳細図を示す。 １・・・本体（円筒）、　　２，２０．２２．３１・・
・軸、３．４１．４１’・・・揺動手段、　　４，３４
・・・モータ、１５．１６．４６・・・供給手錠、　２
１，２５．４４・・・収集手段。 ３２・・・渦巻円筒。

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. （１）いずれもテーパを有し得る円筒または渦巻円筒の
   内側形状面を有し、その軸の周りに回転したときにそれ
   自身に沿って軸方向に作用する力をもつように構成され
   た本体と、前記面に対し９以上の遠心力を与えるように
   すべく本体を円筒軸の周りに回転する手段と、本体に揺
   動を与える手段と、円筒または渦巻円筒の内側の円形ラ
   インまたは渦巻ラインにバッチ式にスラリーを供給する
   手段およびバッチ式に洗浄液を供給する手段と、並びに
   円筒の軸方向に沿う移動度が異なる分級成分を別々に収
   集する手段とで構成された鉱物分離器。
2. （２）円筒にはテーパが付けられており、またスラリー
   を供給する手段と洗浄水を供給する手段が円筒の広口端
   部から離れている、特許請求の範囲第１項に記載の鉱物
   分離器。
3. （３）円筒は円錐台状にテーパが付けられ、かつ円錐台
   の半角が４５度以下である、特許請求の範囲第２項に記
   載の鉱物分離器。
4. （４）円錐台の半角が１度から１０度である、特許請求
   の範囲第３項に記載の鉱物分離器。
5. （５）軸が水平である、特許請求の範囲第１項から第４
   項のいずれかに記載の鉱物分離器。
6. （６）軸が水平に対して少なくとも１０度だけ傾斜され
   、スラリー供給手段が円筒の上部端縁方向へ向っている
   、特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の
   鉱物分離器。
7. （７）軸が鉛直である、特許請求の範囲第６項に記載の
   鉱物分離器。
8. （８）円筒を回転する手段がモータで駆動される軸であ
   り、その軸上に複数個の円筒が取付けられる、特許請求
   第１項から第７項のいずれかに記載の鉱物分離器。
9. （９）揺動手段が円周方向に作用する、特許請求の範囲
   第１項から第８項のいずれかに記載の鉱物分離器。
10. （１０）揺動手段が軸方向に作用する、特許請求の範囲
    第１項から第８項のいずれかに記載の鉱物分離器。
11. （１１）本体を回転する手段が被駆動軸であってその軸
    上に複数個の円筒／渦巻円筒が取付けられ、供給手段お
    よび収集手段がほぼ重複して設けられる、特許請求の範
    囲第１項から第１０項のいずれかに記載の鉱物分離器。
12. （１２）本体を回転する手段が各々１個以上の円筒／渦
    巻円筒を有する複数個の被駆動軸であり、スラリー供給
    手段および洗浄液供給手段が各軸ごとに順次供給される
    、特許請求の範囲第１項から第１１項のいずれかに記載
    の鉱物分離器。
13. （１３）鉱物を含むスラリーのバッチ量を、９以上の遠
    心力を与えるように回転されているテーパ付きであり得
    る円筒または渦巻円筒の内側領域に供給すること、回転
    している円筒または渦巻円筒を揺動させること、円筒ま
    たは渦巻円筒をそれ自身に沿って軸方向に作用する力を
    有するように構成すること、次に洗浄液のバッチ量を円
    筒または渦巻円筒に供給すること、およびスラリー分級
    成分を円筒または渦巻円筒に沿った軸方向のそれの異な
    った移動度に従って分別して収集することを含む鉱物分
    離方法。
14. （１４）円筒または渦巻円筒に沿って軸方向に作用する
    力が流体圧力勾配である、特許請求の範囲第１３項に記
    載の方法。
15. （１５）円筒に沿って軸方向に作用する力が円筒にテー
    パをつけることにより引起こされ、またスラリーが円筒
    の広口端部から離れて供給される、特許請求の範囲第１
    ３項に記載の方法。
16. （１６）円錐台の回転速度が面に対し５ｇから５００ｇ
    の遠心力を与えるようなものである、特許請求の範囲第
    １３項から第１５項のいずれかに記載の方法。
17. （１７）１回以上任意に洗浄液が供給されるときは、遠
    心力が減少されおよび／または揺動が増加される、特許
    請求の範囲第１３項から第１６項のいずれかに記載の方
    法。
18. （１８）洗浄液が円筒／渦巻円筒へその上のスラリー供
    給位置を捕捉しながら供給される、特許請求の範囲第１
    ３項から第１７項のいずれかに記載の方法。
19. （１９）スラリーの成分材料がすべて運動を継続し続け
    、スラリー供給、洗浄液供給、および高比重材料と低比
    重材料との分別収集などが、これらの材料の速度が異な
    ることに対応して段階的に行なわれる、特許請求の範囲
    第１３項から第１８項のいずれかに記載の方法。
20. （２０）回転条件がスラリー成分材料に関連しており、
    高比重材料は遠心力で拘束されて比較的運動しにくく、
    いっぽう低比重材料は前者から分離するようなものであ
    ってこれにより各々別々の位置から収集できるものであ
    る、特許請求の範囲第１３項から第１８項のいずれかに
    記載の方法。
21. （２１）分離される材料の収集がバッチ式であって円筒
    または渦巻円筒の回転を遅くするかまたは停止して行な
    われ、任意ではあるが円筒または渦巻円筒は傾斜されて
    おり（回転軸が鉛直ならば不要）、これにより分離され
    る材料（スラリー分級成分）が分別的に重力により落下
    するか、機械的に除去されるか、または液体で洗い流さ
    れるかが可能となる、特許請求の範囲第１３項から第２
    ０項のいずれかに記載の方法。
22. （２２）軸が水平である、特許請求の範囲第１３項から
    第２１項のいずれかに記載の方法。
23. （２３）軸が水平に対して少なくとも１０度だけ傾斜さ
    れ、またスラリーが円筒の上部端縁方向に向けて供給さ
    れる、特許請求の範囲第１３項から第２１項のいずれか
    に記載の方法。
24. （２４）軸が鉛直である、特許請求の範囲第２３項に記
    載の方法。
25. （２５）揺動が円周方向に作用する、特許請求の範囲第
    １３項から第２４項のいずれかに記載の方法。
26. （２６）揺動が軸方向に作用する、特許請求の範囲第１
    ３項から第２４項のいずれかに記載の方法。
27. （２７）実質的に添付図面の第１図から第４図に関して
    説明し、かつこれらの図面のいずれかに示している、特
    許請求の範囲第１項に記載の鉱物分離器。
28. （２８）実質的に添付図面に関して説明したような特許
    請求の範囲第１３項に記載の鉱物の分離方法。
29. （２９）特許請求の範囲第１項から第１２項のいずれか
    または第２７項に記載の分離器で、または特許請求の範
    囲第１３項から第２６項のいずれかまたは第２８項に記
    載の方法により分離された鉱物。