KR100958547B1

KR100958547B1 - Spiral gravity separator

Info

Publication number: KR100958547B1
Application number: KR1020080075005A
Authority: KR
Inventors: 신희영; 채수천; 배인국; 김완태; 권성원
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-05-18
Also published as: KR20100013474A

Abstract

본 발명은 비중의 차이를 이용하여 모래로부터 유용광물을 분리해내기 위한 나선형 비중선별장치이다. The present invention is a spiral specific gravity screening device for separating useful minerals from sand using the difference in specific gravity.

본 발명에 따른 나선형 비중선별장치는 유용광물을 포함하며 서로 다른 비중을 가진 성분들로 이루어진 모래와 물이 혼합되어 있는 처리액으로부터 유용 광물을 분리해내기 위한 것으로서, 상하방향을 따라 길게 배치되며, 처리액이 유입되는 입구부와, 입구부로 유입된 처리액이 회전하면서 하측으로 흘러 내려가도록 나선형으로 배치된 수로부와, 처리액이 유출되는 출구부가 마련되어 있는 스파이럴 본체 및 스파이럴 본체의 출구부로 유출되는 처리액이 복수의 갈래로 분리배출될 수 있도록 출구부에 배치되는 격벽부재를 포함하며, 모래에서 상대적으로 비중이 작은 성분들을 수로부 내에서 제거하도록, 수로부의 폭방향을 따라 외측에 배치되며 스파이럴 본체를 관통하는 중간 배출구가 수로부에 형성되어 있는 것에 특징이 있다. Spiral specific gravity screening device according to the present invention is to separate the useful minerals from the treatment liquid containing the useful minerals and a mixture of sand and water composed of components having different specific gravity, is arranged long along the vertical direction, The inlet portion into which the treatment liquid flows in, the water passage portion spirally arranged so that the treatment liquid introduced into the inlet portion flows downward, and the outlet portion through which the treatment liquid flows out are provided to the outlet of the spiral body and the spiral body. A partition member disposed at the outlet portion so that the treatment liquid can be separated and discharged into a plurality of forks, and is disposed outside along the width direction of the channel portion so as to remove components having a relatively low specific gravity from the sand in the water passage portion and spiral; An intermediate discharge port penetrating the main body is characterized in that it is formed in the channel portion.

Description

Spiral gravity separator

본 발명은 비중의 차이를 이용하여 모래 중에 포함되어 있는 유용광물을 회수하기 위한 나선형 비중선별장치에 관한 것으로서, 특히 해사(海沙)로부터 유용광물을 회수하기 위한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spiral specific gravity sorting apparatus for recovering useful minerals contained in sand by using a difference in specific gravity, and particularly for recovering useful minerals from sea sand.

티탄철석(ilmenite), 루틸(rutile), 지르콘(zircon), 실리마나이트(silimanite), 모나자이트(monazite) 등의 유용광물은 여러 종류의 산업에 있어서 필수적인 원료로 활용된다. 즉, 티탄철석의 경우 용접봉이나 특수자성재료 또는 자외선차단안료로 이용되고, 지르콘은 세라믹이나 고급베어링, 볼밀에 사용된다. Useful minerals such as ilmenite, rutile, zircon, silimanite, and monazite are used as essential raw materials in various industries. That is, titanium iron is used as a welding rod, a special magnetic material, or a sunscreen pigment, and zircon is used in ceramics, high-quality bearings, and ball mills.

그러나 상기한 광물들의 경우 우리나라에서는 거의 전량을 수입에 의존하고 있는 실정이며, 근래에는 세계적으로 원료광물의 가격이 폭등하여 가격이 대폭 상승하고 있는 추세이다. 예를 들어, 루틸과 실리마나이트의 경우 1톤당 200불, 지르콘의 경우 1톤당 900불에 육박하고 있다. 이에 따라, 위와 같은 희귀한 원료 광물을 수입에만 의존하지 않고 국내에서 개발할 필요성이 제기되고 있으나, 유효한 성과를 달성하지 못하고 있다.However, in the case of the above-mentioned minerals, almost all of them depend on imports in Korea, and in recent years, the price of raw minerals soared in the world, and the price has been increasing significantly. For example, rutile and silimite are priced at $ 200 / tonne and zircon at $ 900 / tonne. Accordingly, the necessity of developing such rare raw minerals in Korea without relying solely on imports has been raised, but has not achieved effective results.

한편, 국내의 해안가에 있는 모래 즉, 해사(海沙)에는 티탄철석, 모나자이트 등의 유용광물이 함유되어 있는 것으로 조사되고 있다. 즉, 해사 중 1.5%는 상기한 유용광물로 이루어져 있다. 2006년 건설부자료에 따르면 2300만톤의 해사가 건설재로 개발 및 사용된다고 보고되고 있으며, 2300만 톤에는 대략 50만톤의 유용광물이 포함되어 있으며, 이 유용광물의 경제적 가치는 거의 5000억에 달하는 것이다. 이에 해사로부터 유용광물을 회수하는 기술의 개발이 요청되고 있다. On the other hand, it is investigated that the sand on the coast of Korea, that is, the sea sand, contains useful minerals such as titanium iron and monazite. In other words, 1.5% of the sea sand consists of the above useful minerals. According to the 2006 Ministry of Construction data, 23 million tons of seawater is reported to be developed and used as construction materials, and 23 million tons contain about 500,000 tons of useful minerals, and the economic value of these useful minerals is nearly 500 billion. will be. Therefore, the development of a technology for recovering useful minerals from the sea.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 해사로부터 유용광물을 분리해내기 위한 첫 번째 공정으로서 해사를 비중에 따라 분리해내는데 사용되는 나선형 비중선별장치를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a spiral specific gravity sorting apparatus which is used to separate the sea sand according to specific gravity as a first process for separating useful minerals from sea sand.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 나선형 비중선별장치는, 유용광물을 포함하며 서로 다른 비중을 가진 성분들로 이루어진 모래와 물이 혼합되어 있는 처리액으로부터 상기 유용 광물을 분리해내기 위한 것으로서, 상하방향을 따라 길게 배치되며, 상기 처리액이 유입되는 입구부와, 상기 입구부로 유입된 처리액이 회전하면서 하측으로 흘러 내려가도록 나선형으로 배치된 수로부와, 상기 처리액이 유출되는 출구부가 마련되어 있는 스파이럴 본체와, 상기 스파이럴 본체의 출구부로 유출되는 상기 처리액이 복수의 갈래로 분리배출될 수 있도록 상기 출구부에 배치되는 격벽부재를 포함하며, 상기 모래에서 상대적으로 비중이 작은 성분들을 상기 수로부 내에서 제거하도록, 상기 수로부의 폭방향을 따라 외측에 배치되며 상기 스파이럴 본체를 관통하는 중간배출구가 상기 수로부에 형성되어 있는 것에 특징이 있다. The spiral specific gravity screening device according to the present invention for achieving the above object is to separate the useful minerals from the treatment liquid containing the useful minerals and sand and water mixed with components having different specific gravity, Longitudinally disposed along the up and down direction, an inlet portion into which the treatment liquid flows in, a water passage portion spirally arranged so that the treatment liquid introduced into the inlet portion rotates downward, and an outlet portion through which the treatment liquid flows out are provided. And a partition member disposed at the outlet portion so that the treatment liquid flowing out to the outlet portion of the spiral body is separated and discharged into a plurality of forks. The spiral bone is disposed on the outside along the width direction of the channel portion so as to be removed in the portion. The intermediate outlet port penetrating the is characterized in that is formed in the channel unit.

본 발명에 따르면, 상기 처리액의 진행방향 상 상기 중간배출구의 후단에 상기 수로의 폭방향을 따라 배치되어, 상기 처리액의 진행을 차단하는 차단부재를 더 구비하는 것이 바람직하다. According to the present invention, it is preferable to further include a blocking member disposed along the width direction of the water channel at the rear end of the intermediate discharge port in the advancing direction of the processing liquid to block the progress of the processing liquid.

또한 본 발명에 따르면, 상기 중간배출구는 상기 수로부의 전체 경로 중 중간 지점과 상기 입구부 사이에 배치되는 것이 바람직하다. In addition, according to the present invention, the intermediate discharge port is preferably disposed between the intermediate point and the inlet portion of the entire path of the waterway portion.

또한 본 발명에 따르면, 상기 처리액의 진행방향 상 상기 중간배출구의 후단에 배치되며, 상기 처리액이 수로부의 폭방향을 따라 넓게 확장배치되도록, 상기 처리액의 진행방향과 교차하는 방향으로 상기 처리액을 향해 공기를 분사하는 공기분사장치를 더 구비하는 것이 바람직하다. Further, according to the present invention, the treatment liquid is disposed at the rear end of the intermediate discharge port in the advancing direction of the treatment liquid, and the treatment liquid is disposed in a direction intersecting with the traveling direction of the treatment liquid so that the treatment liquid is widely expanded and disposed along the width direction of the channel portion. It is preferable to further provide an air injection device for injecting air toward the liquid.

본 발명에 따른 나선형 비중선별장치는 해사에 함유되어 있는 유용광물을 분리하기 위한 공정 중 비중선별공정에 사용되어, 해사로부터 상대적으로 비중이 큰 성분과 작은 성분을 매우 효율적이고 경제적으로 분리해낼 수 있다는 장점이 있다. Spiral specific gravity screening apparatus according to the present invention is used in the specific gravity screening process of the process for separating useful minerals contained in the sea sand, it is possible to very efficiently and economically separate relatively large components and small components from the sea sand There is an advantage.

우선 해사로부터 유용한 희유광물을 분리해내는 전체 공정에 대하여 간락하게 설명하기로 한다. 도 1은 해사로부터 유용광물을 추출하기 위한 개략적 공정을 나타낸 흐름도이다. First, a brief description will be given of the entire process of separating useful rare minerals from seawater. 1 is a flowchart illustrating a schematic process for extracting useful minerals from seawater.

도 1을 참조하면, 우선 해사를 채취한 후, 스크리닝을 통해 입자의 크기에 따른 분류를 수행한다. 구체적으로는 체망을 사용하여 스크리닝(screening)을 행함으로써 대략 직경 2mm 이하의 입자만을 분리해낸다. Referring to FIG. 1, first, the seaweeds are collected, and then screened according to the particle size. Specifically, only particles having a diameter of about 2 mm or less are separated by screening using a sieve net.

이후, 본 발명에 따른 나선형 비중선별장치를 이용하여 1차 비중선별 공정을 행한다. 본 발명에 따른 나선형 비중선별장치는 나선형(spiral)의 수로를 통해 해사가 하강하는 과정에서 비중에 의하여 해사가 분리되는 것을 이용한 것이며, 후에 상술하기 로 한다. Then, the first specific gravity screening process is performed using the spiral specific gravity screening apparatus according to the present invention. The spiral specific gravity sorting apparatus according to the present invention is used to separate the maritime by specific gravity in the process of descending the maritime through the spiral channel, which will be described later.

1차 비중선별 공정이 완료되면, 중광물에 대해서 이른바 쉐이킹 테이블(shaking table)을 이용하여 2차 비중선별 공정을 행한다. 쉐이킹 테이블은 경사진 테이블을 일정하게 왕복이동시키면서 진동을 발생시켜 해사를 다시 상대적 중광물과 경광물로 분리하게 된다. When the primary specific gravity screening process is completed, the secondary specific gravity screening process is performed on the heavy minerals using a so-called shaking table. The shaking table generates vibrations while constantly reciprocating the inclined table, thereby separating the seawater into relative heavy and hard minerals.

2차 비중선별에 의하여 재차 분리된 중광물은 탈수 및 건조를 행한 후, 자성을 이용한 자력선별을 행하게 된다. 자력선별에서는 해사를 약자성 입자와 비자성 입자로 분리해낸 뒤 최종적으로 전기전도도를 이용한 정전선별을 행하여 최종 유용광물을 분리해낸다. 최종 유용광물들은 다시 별도의 공정을 통해 입자별로 분리된다. The heavy minerals separated again by the second specific gravity screening are subjected to magnetic screening using magnetism after dehydration and drying. In magnetic screening, sea sand is separated into weak magnetic particles and non-magnetic particles, and finally, the final useful mineral is separated by electrostatic screening using electric conductivity. The final useful minerals are again separated by particles in a separate process.

본 발명은 상기한 해사로부터 유용광물을 추출하는 전체 공정 중 1차 비중선별 공정에 사용되는 나선형 비중선별장치이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나선형 비중선별장치를 더욱 상세히 설명한다. The present invention is a spiral specific gravity screening device used in the primary specific gravity screening process of the entire process of extracting useful minerals from the sea sand. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in more detail the spiral specific gravity screening apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나선형 비중선별장치의 개략적 사시도이며, 도 3a는 도 2에 도시된 나선형 비중선별장치의 주요 부분 확대사시도이며, 도 3b는 공기분사장치의 작용을 설명하기 위한 개략적 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 나선형 비중선별장치의 가이드부재에 대한 확대사시도이다. Figure 2 is a schematic perspective view of a spiral specific gravity screening apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3a is an enlarged perspective view of the main portion of the spiral specific gravity screening device shown in Figure 2, Figure 3b to explain the operation of the air jet device 4 is an enlarged perspective view of a guide member of the spiral specific gravity sorting apparatus shown in FIG. 2.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나선형 비중선별장치(100)는 스파이럴 본체(10)와 격벽부재(20) 및 차단부재(30)를 구비한다.2 to 4, the spiral specific gravity screening apparatus 100 according to the preferred embodiment of the present invention includes a spiral body 10, a partition member 20, and a blocking member 30.

스파이럴 본체(10)는 유용광물을 포함하는 모래와 물이 혼합되어 있는 처리 액이 흘러가는 수로 역할을 수행하는 것으로서, 전체적으로 상하방향을 따라 길게 형성되어 상측에는 처리액이 유입되는 입구부(11)가 마련되며, 하측에는 처리액이 유출되는 출구부(12)가 마련된다. 입구부(11)와 출구부(12) 사이에는 수로부(13)가 마련된다. 스파이럴 본체(10)를 지지하기 위하여 스파이럴 본체(10)의 중앙부에는 지지봉(70)이 끼워져 있다. The spiral body 10 serves as a channel through which a treatment liquid in which sand and water containing useful minerals are mixed flows, and is formed to be long in the vertical direction as a whole, and an inlet part 11 into which the treatment liquid flows in the upper side thereof. Is provided, the lower side is provided with an outlet portion 12 for the treatment liquid flows out. The waterway portion 13 is provided between the inlet portion 11 and the outlet portion 12. In order to support the spiral body 10, the support rod 70 is fitted to the central portion of the spiral body 10.

또한 처리액이 스파이럴 본체(10)의 입구부(11)로 유입되어 출구부(12)로 유출되는 과정에서 비중에 의하여 분리될 수 있도록, 스파이럴 본체(10)의 수로부(13)는 나선형으로 형성된다. 즉, 입구부(11)로 유입된 처리액은 나선형으로 형성된 수로부(13)를 따라 회전하면서 출구부(12)측으로 유동되므로, 원심력에 의하여 처리액 중 비중이 작은 입자들은 수로부(13)의 폭방향을 따라 외측으로 점차 밀려나가게 되고, 비중이 큰 입자들은 수로부(13)의 폭방향을 따라 내측에 잔류하게 된다. 이에, 수로부(13)를 거쳐 출구부(12)에 도달한 처리액들은 수로부(13)의 폭방향을 따라 내측에는 무거운 입자들이 모여 있으며, 외측에는 가벼운 입자들이 모여 있게 된다. 일반적으로 모래에 포함되어 있는 유용광물들은 모래의 구성 성분에 비하여 높은 비중을 가지므로, 출구부(12)의 내측에는 유용광물들이 집중되어 있게 된다. In addition, the channel 13 of the spiral body 10 is spirally formed so that the processing liquid may be separated by specific gravity in the process of flowing into the inlet 11 of the spiral body 10 and flowing out of the outlet 12. Is formed. That is, since the treatment liquid introduced into the inlet 11 flows toward the outlet 12 while rotating along the channel 13 formed in a spiral shape, particles having a small specific gravity in the treatment liquid due to centrifugal force are transmitted to the channel 13. Gradually pushed outwards along the width direction of the particles, the particles having a high specific gravity remain on the inside along the width direction of the waterway portion (13). Accordingly, the treatment liquids reaching the outlet portion 12 through the waterway portion 13 have heavy particles collected inside the light passage 13 along the width direction of the waterway portion 13, and light particles collected outside. In general, the useful minerals contained in the sand have a higher specific gravity than the constituents of the sand, so that the useful minerals are concentrated inside the outlet part 12.

출구부(12)에는 비중에 의하여 수로부(13)의 폭방향을 따라 차례로 배열된 처리액을 분리하여 배출시킬 수 있도록 격벽부재(20)가 설치된다. 격벽부재(20)는 출구부(12)에 하나만 배치될 수도 있지만, 본 실시예에서는 출구부(12)의 폭방향을 따라 2개 배치되어 처리액은 비중에 따라 3갈래로 분리되어 배출된다. 물론, 좀 더 세분하여 처리액을 분리하고자 하는 경우 격벽부재를 2개 이상 배치할 수도 있다. The outlet part 12 is provided with a partition member 20 so as to separate and discharge the treatment liquids sequentially arranged along the width direction of the waterway part 13 by specific gravity. Although only one partition member 20 may be disposed in the outlet part 12, in this embodiment, two partition members are disposed along the width direction of the outlet part 12, and the treatment liquid is separated into three parts according to specific gravity and discharged. Of course, when more finely divided to separate the treatment liquid, two or more partition members may be disposed.

격벽부재(20)에 의하여 복수의 갈래로 상호 분리된 처리액이 각각 외부로 배출될 수 있도록 복수의 가이드관(41)이 구비되어 있는 가이드부재(40)가 스파이럴 본체(10) 출구부(12)의 하측에 설치된다. 각 가이드관(41)에는 배출관(42)이 연결되어 있어 처리액을 일정한 저장조(미도시)로 가이드한다. A guide member 40 having a plurality of guide tubes 41 is provided so that the treatment liquid separated into a plurality of branches by the partition member 20 can be discharged to the outside, respectively. Is installed on the lower side. Each guide pipe 41 is connected to the discharge pipe 42 to guide the treatment liquid to a predetermined reservoir (not shown).

한편, 상기한 바와 같은 구성에서도 비중에 따라 처리액이 분리될 수 있지만, 보다 향상된 분리효율을 얻기 위해서 본 발명에서는 스파이럴 본체(10)의 수로부(13)에 중간배출구(14)를 형성하였다. 중간배출구(14)는 처리액이 하강하는 수로부(13)를 따라 하강하는 중간에 일부의 처리액을 외부로 배출시키기 위한 것으로서 스파이럴 본체(10)를 관통하여 형성된다. On the other hand, even in the above-described configuration, the treatment liquid may be separated according to specific gravity, but in order to obtain more improved separation efficiency, in the present invention, the intermediate outlet 14 is formed in the channel portion 13 of the spiral body 10. The intermediate discharge port 14 is formed to penetrate the spiral body 10 to discharge a portion of the processing liquid to the outside in the middle of the downward flow along the water channel portion 13 in which the processing liquid descends.

중간배출구(14)를 통해 배출시키고자 하는 부분은 처리액 중 유용광물이 포함되어 있지 않고 모래가 포함되어 있는 부분이다. 앞에서도 언급한 바와 같이, 유용광물들은 비중이 크기 때문에 수로부(13)를 따라 하강하는 과정에서 수로부(13)의 내측에 위치하게 되고, 모래는 상대적으로 비중이 작기 때문에 하강하는 과정에서 원심력에 의하여 수로부(13)의 외측으로 밀리게 된다. 이에 수로부(13)의 폭방향을 따라 외측에 중간배출구(14)가 배치된다. The portion to be discharged through the intermediate discharge port 14 is a portion containing no useful minerals but sand in the treatment liquid. As mentioned above, the useful minerals are located inside the waterway portion 13 in the process of descending along the waterway portion 13 because of their high specific gravity, and the sand is centrifugal force in the process of descending because of its relatively low specific gravity. It pushes outward of the channel part 13 by this. The intermediate discharge port 14 is disposed in the outer side along the width direction of the channel portion 13.

또한, 중간배출구(14)는 수로부(13)의 전체 경로에서 중간 지점과 입구부(11) 사이에 배치되며, 본 실시예에서는 수로부(13)의 중간지점에 형성된다. 중간배출구(14)가 수로부(13)의 전체 경로에 있어서 중간 지점에 설치되는 것이 바람 직한 이유에 대하여 설명한다. In addition, the intermediate outlet 14 is disposed between the intermediate point and the inlet portion 11 in the entire path of the waterway portion 13, and is formed at the intermediate point of the waterway portion 13 in this embodiment. The reason why it is preferable that the intermediate discharge port 14 is provided at an intermediate point in the entire path of the water channel portion 13 will be described.

입구부(11)로 유입된 처리액은 즉시 비중에 의하여 분리되지 않으며, 나선형 수로를 따라 적어도 1회전을 지난 후에 비중에 따른 분리가 이루어지기 시작하며, 회전횟수가 증가할수록 분리율도 증대된다. 이에 가벼운 입자들이 집중적으로 포함된 처리액을 수로부에서 미리 제거한다는 측면에서는, 중간배출구(14)가 1회전이 완료된 지점으로부터 출구부(12) 사이에 배치되되 출구부(12) 쪽에 치우쳐서 위치하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 중간배출구(14)가 너무 출구부(12) 쪽에 위치하는 경우 중간배출구(14)에서 배출되지 않은 처리액이 다시 비중에 의하여 분리되기 위한 유동거리, 즉 회전하면서 하강하는 거리가 짧아지므로 분리효율이 오히려 향상되지 못하게 된다. 이에, 중간배출구(14)는 수로부(13)의 전체 경로에서 중간지점에 배치되는 것이 가장 바람직하다. The treatment liquid introduced into the inlet portion 11 is not immediately separated by specific gravity, and after at least one rotation along the spiral channel, separation begins according to specific gravity, and the separation rate increases as the number of turns increases. In view of the preliminary removal of the treatment liquid containing concentrated light particles from the waterway portion, the intermediate discharge port 14 is disposed between the outlet portion 12 from a point at which one rotation is completed, and is located on the outlet portion 12 side. It may be desirable. However, when the intermediate outlet 14 is located too far toward the outlet 12, the flow rate for separation of the treatment liquid not discharged from the intermediate outlet 14 again by the specific gravity is reduced, that is, the distance falling while rotating is shortened. The efficiency is rather not improved. Therefore, the intermediate discharge port 14 is most preferably disposed at an intermediate point in the entire path of the waterway portion 13.

처리액의 유동 경로상 중간배출구(14)의 하측에는 차단부재(30)가 설치된다. 즉, 처리액의 하강속도가 너무 빠른 경우 처리액이 중간배출구(14)를 통해 배출되지 못하고 계속 수로부(13)를 따라 이동할 수 있으므로, 배출효율을 향상시키기 위하여 중간배출구(14)의 직후방에 차단부재(30)를 설치하여 처리액의 진행을 차단하게 된다. 이에, 차단부재(30)는 처리액의 진행을 가로 막는 방향, 즉, 수로부의 폭방향을 따라 배치되며, 본 실시예에서는 외측으로 하향 경사지게 배치된다. A blocking member 30 is provided below the intermediate discharge port 14 on the flow path of the treatment liquid. That is, since the treatment liquid can not continue to be discharged through the intermediate outlet 14 and continue to move along the waterway part 13 when the treatment liquid has a descending speed too fast, immediately after the intermediate outlet 14 to improve the discharge efficiency. Blocking member 30 is installed in the blocking process of the processing liquid. Thus, the blocking member 30 is disposed along the direction of blocking the progress of the processing liquid, that is, along the width direction of the water channel portion, and is disposed to be inclined downward to the outside in the present embodiment.

상기한 바와 같이, 입구부(11)로 유입된 처리액은 수로부(13)를 따라 하강하여 1회전 또는 2회전이 끝난 후, 모래 등 가벼운 입자가 집중적으로 포함되어 있는 처리액은 중간배출구(14)로 배출되며, 나머지 처리액은 다시 수로부(13)를 따라 하 강하게 된다. 본 발명에서는 중간배출구(14)에서 배출되지 않은 처리액의 분리효율을 증대시키기 위하여 공기분사장치(60)를 구비한다. As described above, the treatment liquid introduced into the inlet portion 11 descends along the waterway portion 13, and after one or two turns is finished, the treatment liquid containing light particles such as sand is concentrated in an intermediate outlet ( 14) is discharged, and the remaining treatment liquid is lowered again along the channel portion (13). In the present invention, the air injection device 60 is provided to increase the separation efficiency of the treatment liquid not discharged from the intermediate discharge port (14).

공기분사장치(60)는 처리액의 유동경로 상 중간배출구(14)의 후단에 배치되어, 처리액을 향하여 공기를 분사한다. 공기를 분사하는 방향은 처리액의 진행방향에 대하여 교차하는 방향, 바람직하게는 처리액의 진행방향에 대하여 수직한 방향으로 공기를 분사한다. The air injection device 60 is disposed at the rear end of the intermediate discharge port 14 on the flow path of the processing liquid, and injects air toward the processing liquid. The direction of injecting air injects air in a direction intersecting with the advancing direction of the processing liquid, preferably in a direction perpendicular to the advancing direction of the processing liquid.

처리액 중 중간배출구(14)로 배출되지 않고 중간배출구(14)의 옆쪽을 통해 흘러 나온 처리액은 수로부(13)의 내측에 위치하게 되며, 계속적으로 회전 하강하면서 다시 비중에 따라 수로부(13)의 폭방향을 따라 펼쳐지게 되는데, 공기분사장치(60)는 비중에 따라 처리액이 다시 펼쳐지는 작용을 가속화시키게 된다. 즉, 고압의 공기가 진행방향에 대하여 수직하게 처리액에 분사되면, 상대적으로 가벼운 입자들은 수로부(13)의 폭방향을 따라 외측으로 밀리게 되고, 상대적으로 무거운 입자들은 수로부(13)의 내측에 잔존하게 되어 비중에 따른 분리를 용이하게 한다. The treatment liquid flowing out through the side of the intermediate outlet 14 of the treatment liquid without being discharged to the intermediate outlet 14 is located inside the waterway part 13, and while continuously rotating and descending, the waterway part ( It is spread along the width direction of 13), the air spraying device 60 is to accelerate the action of expanding the treatment liquid according to the specific gravity. That is, when the high-pressure air is injected into the processing liquid perpendicular to the traveling direction, relatively light particles are pushed outward along the width direction of the waterway portion 13, and relatively heavy particles of the waterway portion 13 It remains on the inside to facilitate separation according to specific gravity.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 나선형 비중선별장치(100)의 사용예에 대하여 설명한다. Hereinafter, an example of use of the spiral specific gravity selection device 100 according to the present invention having the above-described configuration will be described.

유용광물을 포함하고 있는 모래, 특히 바다 모래에 물을 혼합하여 처리액을 만든 후, 도 5a의 좌측 사진에 나타난 바와 같이, 이 처리액을 스파이럴 본체(10)의 입구부(11)를 통해 유입시킨다. 유입된 처리액은 도 5a의 우측 사진과 같이 스파이럴 본체(10)의 수로부(13)를 통해 회전하면서 하강하게 되며, 이 과정에서 원심력에 의하여 비중이 큰 입자들은 수로부(13)의 내측에 남게 되고, 비중이 작은 입자들은 수로부(13)의 외측으로 밀리게 된다.Water is mixed with sand containing useful minerals, in particular sea sand, to form a treatment liquid, and as shown in the left photograph of FIG. 5A, the treatment liquid is introduced through the inlet 11 of the spiral body 10. Let's do it. The introduced processing liquid is lowered while rotating through the channel portion 13 of the spiral body 10 as shown in the right photograph of FIG. 5A. In this process, particles having a high specific gravity due to centrifugal force are located inside the channel portion 13. Remaining, the small specific gravity is pushed to the outside of the channel portion (13).

외측으로 밀린 입자들은 스파이럴 본체(10)의 중간 지점에 형성된 중간배출구(14)를 통해 별도의 가이드관(19)으로 유도되어, 스파이럴 본체(10)로부터 배출된다. 처리액의 하강속도가 빠르다고 하여도 차단부재(30)에 의하여 처리액의 진행이 차단됨으로써 비중이 작은 입자들을 함유한 처리액은 스파이럴 본체(10)로부터 배출된다. Particles pushed outward are guided to a separate guide tube 19 through an intermediate outlet 14 formed at an intermediate point of the spiral body 10, and discharged from the spiral body 10. Even if the rate of descending of the treatment liquid is high, the treatment liquid is blocked by the blocking member 30 so that the treatment liquid containing particles having a small specific gravity is discharged from the spiral body 10.

중간배출구(14)로 배출되지 않은 상대적으로 무거운 입자들을 함유하고 있는 처리액은 계속적으로 하강하며 다시 비중에 의해 분리되는 과정을 거치게 되는데, 중간배출구(14) 후단에 배치된 공기분사장치(60)는 처리액을 향해 공기를 분사함으로써 처리액이 수로부(13)의 폭 전체로 확장배치되는 것을 촉진시킨다. 즉, 비중에 의한 분리를 가속화시킨다. The treatment liquid containing relatively heavy particles not discharged into the intermediate outlet 14 is continuously descended and separated by specific gravity. The air injection device 60 disposed at the rear of the intermediate outlet 14 is disposed. By injecting air toward the processing liquid, the processing liquid is promoted to be expanded and disposed over the entire width of the water channel portion 13. That is, it accelerates separation by specific gravity.

스파이럴 본체(10)의 출구부(12)까지 도달한 처리액은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상대적으로 무거운 입자들이 수로부(13)의 내측에는 집중되어 있고 상대적으로 가벼운 입자들은 외측에 집중되어 있음을 확인할 수 있다. 일반적으로 유용광물을 포함하는 무거운 입자들은 어두운 색을 띠게 되고, 모래를 주성분으로 하는 가벼운 입자들은 백색을 띤다. 도 5b에서 보는 바와 같이, 수로부(13)의 내측은 어두운 색을 띠고 있으며, 외측은 밝은 색을 띠고 있음을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 5B, the treatment liquid reaching the outlet portion 12 of the spiral body 10 has relatively heavy particles concentrated on the inside of the channel 13 and relatively light particles concentrated on the outside. It can be confirmed. In general, heavy particles containing useful minerals are dark in color, and light particles, mainly sand, are white in color. As shown in Figure 5b, it can be seen that the inner side of the waterway portion 13 has a dark color, the outer side has a bright color.

이렇게 비중에 의하여 분리된 처리액은 격벽부재(20)에 의하여 상호 격리되어 각각의 가이드관(41)을 통해 외부로 배출된다. 이후, 도 1에 도시된 바와 같은 후속 공정을 통해 해사로부터 유용광물이 분리될 수 있다. 도 6에는 상기한 과정 을 통해 해사로부터 분리해낸 여러 종류의 희유광물의 샘플 사진을 확인할 수 있다.The treatment liquid separated by specific gravity is separated from each other by the partition member 20 and is discharged to the outside through each guide tube 41. Thereafter, the useful mineral may be separated from the seawater through a subsequent process as shown in FIG. 1. In Figure 6 it can be seen a sample picture of several kinds of rare minerals separated from the sea through the above process.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.

도 1은 해사로부터 유용광물을 추출하기 위한 개략적 공정을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a schematic process for extracting useful minerals from seawater.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나선형 비중선별장치의 개략적 사시도이다. 2 is a schematic perspective view of a spiral specific gravity sorting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3a는 도 2에 도시된 나선형 비중선별장치의 주요 부분 확대사시도이며, 도 3b는 공기분사장치의 작용을 설명하기 위한 개략적 도면이다.FIG. 3A is an enlarged perspective view of a main part of the spiral specific gravity sorting apparatus shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a schematic view for explaining the operation of the air spray apparatus.

도 4는 도 2에 도시된 나선형 비중선별장치의 가이드부재에 대한 확대사시도이다. Figure 4 is an enlarged perspective view of the guide member of the spiral specific gravity screening apparatus shown in FIG.

도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 나선형 비중선별장치의 사용상태가 나타나 있는 사진이다. 5A and 5B are photographs showing a state of use of the spiral specific gravity selection device shown in FIG. 2.

도 6은 해사로부터 분리해낸 여러 종류의 희유광물의 샘플 사진이다. 6 is a sample photograph of several rare minerals separated from sea sand.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 ... 나선형 비중선별장치 10 ... 스파이럴 본체100 ... Spiral Specific Grading System 10 ... Spiral Body

11... 입구부 12 ... 출구부11 ... inlet 12 ... outlet

13 ... 수로부 14 ... 중간배출구13 ... waterway part 14 ... intermediate outlet

20 ... 격벽부재 30 ... 차단부재20 ... bulkhead member 30 ... barrier member

40 ... 가이드부재 41 .... 가이드관40 ... guide member 41 .... guide tube

60 ... 공기분사장치 70 ... 지지봉60 ... air sprayer 70 ... support rod

Claims

A spiral specific gravity screening device for separating the useful minerals from the treatment liquid containing the useful minerals and a mixture of sand and water composed of components having different specific gravity,

Longitudinally disposed along the up and down direction, an inlet portion into which the treatment liquid flows in, a water passage portion spirally arranged so that the treatment liquid introduced into the inlet portion rotates downward, and an outlet portion through which the treatment liquid flows out are provided. With the spiral body,

And a partition member disposed at the outlet so that the treatment liquid flowing out through the outlet of the spiral body can be separated and discharged into a plurality of branches.

An intermediate discharge port is disposed outside the channel along the width direction of the channel to remove components having a relatively low specific gravity from the sand, and penetrates the spiral body.

A blocking member disposed at a rear end of the intermediate discharge port in a traveling direction of the processing liquid along a width direction of the water channel to block the progress of the processing liquid;

It is disposed at the rear end of the intermediate discharge port in the advancing direction of the processing liquid, and sprays air toward the processing liquid in a direction intersecting with the traveling direction of the processing liquid so that the processing liquid is widely extended and disposed along the width direction of the channel portion. Spiral specific gravity selection device characterized in that it further comprises an air spraying device.

The method of claim 1,

And the intermediate discharge port is disposed between an intermediate point of the entire path of the waterway portion and the inlet portion.

delete

The method of claim 1,

The blocking member is a spiral specific gravity selection device, characterized in that disposed inclined downward toward the outside in the width direction of the waterway portion.

delete

The method of claim 1,

Spiral specific gravity sorting device is further provided in the vertical direction, characterized in that it further comprises a support rod is inserted into the central portion of the spiral body to support the spiral body.

The method of claim 1,

Spiral specific gravity screening device, characterized in that the partition member is disposed so that the two partition walls are spaced apart from each other along the width direction of the channel portion so that the processing liquid passing through the outlet portion.

The method of claim 1,

And a guide member having a plurality of guide pipes through which the treatment liquid separated into a plurality of branches by the partition member is discharged, respectively.