KR102460327B1 - 진동을 이용한 금속 입자 분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속이 포함된 원석의 분말 입자에서 금속을 분리하는 장치로서, 상기 분말 입자를 일정한 속도로 인출하는 투입부; 상기 분말 입자를 수용하도록 v자 형대로 절곡된 것으로서 투입측 단부는 상기 투입부의 하단에 배치고, 배출측 단부는 상기 투입측 단부를 기준으로 하측 방향으로 소정의 각도를 가지도록 배치되는 제1 슬로프부; 및 상기 제1 슬로프부 내측에 배치되는 것으로서 상기 제1 슬로프부에 투입된 분말 입자의 상층 부분을 분리하는 제2 슬로프부를 포함하는 진동을 이용한 금속 입자 분리기를 제공한다.

Description

진동을 이용한 금속 입자 분리기{SEPERATOR USING HARMONIC VIBRATION}

본 발명은 광석을 분쇄한 입자에 진동을 인가하여 비중 차이에의해 금속을 분리하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 모래와 같은 골재를 선별하는 골재선별기는 기대 위에 외통체가 결합되고, 외통체 위에 스크린통체가 회전가능하게 결합되어 스크린통체의 상측부에 구비된 호퍼를 통하여 모래와 같은 골재를 투입하게 되면 스크린통체의 내부에서 회전하면서 크기가 작은 모래는 스크린통체를 통과한 후, 외통체의 바닥판에 모여 하측으로 흐르게 되며, 외통체의 일측부에 구비된 배출슈트를 타고 외부로 배출되며, 크기가 큰 자갈 등은 스크린통체의 하단부에서 외부로 배출된다.

종래에는 이와 같은 골재선별기의 배출슈트의 바닥판에 매트를 깔아 둠으로써 모래에 혼합된 사금이 매트에 걸려 모이도록 하고, 소정 기간이 지난 후 매트를 수거하여 금을 회수하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 사금 회수방식은 분리도를 높이기 위해 물을 사용하여 폐수 처리 문제가 발생하는 문제가 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-1880733호 등록일자 2018년07월16일

본 발명은 광석을 분쇄한 입자에 진동을 인가하여 비중 차이에의해 금속을 분리하는 장치의 제공을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진동을 이용한 금속 입자 분리기는, 금속이 포함된 원석의 분말 입자에서 금속을 분리하는 장치로서, 상기 분말 입자를 일정한 속도로 인출하는 투입부; 상기 분말 입자를 수용하도록 v자 형대로 절곡된 것으로서 투입측 단부는 상기 투입부의 하단에 배치고, 배출측 단부는 상기 투입측 단부를 기준으로 하측 방향으로 소정의 각도를 가지도록 배치되는 제1 슬로프부; 및 상기 제1 슬로프부 내측에 배치되는 것으로서 상기 제1 슬로프부에 투입된 분말 입자의 상층 부분을 분리하는 제2 슬로프부를 포함한다.

이때, 상기 제1 슬로프부에 제1 주파수의 진동을 인가하는 제1 진동부; 및 상기 제2 슬로프부에 제2 주파수의 진동을 인가하는 제2 진동부를 더 포 함하고, 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수의 N배(이때, N은 2보다 큰 자연수)인 것이 바람직하다.

이때, 상기 제2 슬로프부로 진입한 상기 분말 입자를 배출하는 회수부를 더 포함하고, 상기 회수부는, 공기 흡입 방식으로 상기 제2 슬로프부 상의 분말 입자를 배출시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 슬로프부는, 상기 제1 슬로프부의 바닥면으로부터 제1 높이에 배치되는 1차 슬로프; 및 상기 분말 입자의 진행 방향을 기준으로 하여 상기 1차 슬로프의 후단에 배치되되 상기 바닥면과 상기 제1 높이 사이인 제2 높이에 배치되는 2차 슬로프를 포함하고, 상기 1차 슬로프 및 상기 2차 슬로프는 각각 진행 방향 단부가 상측 방향으로 절곡된 것이 바람직하다.

한편, 상기 1차 슬로프 및 상기 2차 슬로프의 전단에 각각 일정거리 이격되어 배치되는 스크린을 더 포함하고, 상기 스크린은, 상기 진행 방향을 기준으로 45도 하향된 각도인 역슬레시 형태로 배치될 수 있다.

아울러, 상기 회수부는, 공기 흡입기 단부에 금속을 탐지하는 금속 탐지 센서를 포함하고, 상기 금속 탐지 센서의 측정된 값에 기초하여 상기 제1 진동부 및 상기 제2 진동부는 각각 상기 제1 주파수, 상기 제2 주파수를 설정된 값에 따라 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 진동을 이용한 금속 입자 분리기에 의하면,

첫째, 분말 입자 표층 부분부터 제거하므로 제1 슬로프부에 인가하는 진동의 크기를 순차적으로 줄일 수 있어 가라앉은 금속 입자가 다시 떠오르는 것을 최소화 할 수 있다.

둘째, 제2 슬로프부가 표층 부분을 분리하므로 공기 흡입 방식에 의해 표층 부분을 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 진동을 이용한 금속 입자 분리기의 블록도이다.
도 2는 제1 슬로프부와 제2 슬로프부의 배치 관계를 설명하는 모식도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 진동을 이용한 금속 입자 분리기의 모식적인 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 진동을 이용한 금속 입자 분리기의 모식적인 단면도이다.
도 5는 스크린과 제2 슬로프부와의 배치 관계를 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1은 일 실시예에 따른 진동을 이용한 금속 입자 분리기의 블록도이고, 도 2는 제1 슬로프부와 제2 슬로프부의 배치 관계를 설명하는 모식도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 진동을 이용한 금속 입자 분리기의 모식적인 단면도이고, 도 4는 다른 실시예에 따른 진동을 이용한 금속 입자 분리기의 모식적인 단면도이고, 도 5는 스크린과 제2 슬로프부와의 배치 관계를 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면 본 발명에 따른 금속 입자 분리기(1000)는 금속이 포함된 원석의 분말 입자에서 금속을 분리하는 장치로서 투입부(H), 제1 슬로프부(100), 제2 슬로프부(200), 제1 진동부(V1), 제2 진동부(V2) 및 회수부(300)를 포함한다.

금속이 포함된 원석을 분말 입자 상태로 파쇄하면 광물 입자(R)와 금속 입자(G)로 분리된다. 본 발명에서 금속 입자(G)는 금(Au, Gold)일 수 있다.

투입부(H)는 호퍼 형태로서 광물 입자(R)와 금속 입자(G)가 혼합되어 있는 분말 입자(G+R)를 일정한 속도로 인출한다. 도시된 바에 의하면 호퍼 형태의 투입부(H)가 제1 슬로프부(100) 상에 직접 배치되어 있으나 이는 이해를 돕기위한 모식적인 형태로서, 실시 형태에 따라서는 투입부(H)는 호퍼와 컨베이어 벨트가 결합된 형태로 실시될 수 있다.

제1 슬로프부(100)는 분말 입자(G+R)를 수용하도록 중앙 부분이 V자로 절곡된 것으로서 투입측 단부는 투입부(H)의 하단에 배치되고, 배출측 단부는 투입측 단부를 기준으로 하여 하측 방향으로 소정의 각도를 가지도록 배치된다. 즉, 제1 슬로프부(100)는 완만한 경사를 가지도록 배치된다. 따라서, 제1 슬로프부(100)에 진동이 인가되면 수용된 분말 입자(G+R)는 경사를 따라 이동하게 된다. 경사 각도는 분말 입자(G+R)의 직경 및 광물 입자(R)와 금속 입자(G)의 비중 차이에 의해 조절될 수 있다. 실시자에 따라서 0.5도 내지 2도 사이의 각도로 설정될 수 있다.

제2 슬로프부(200)는 제1 슬로프부(100)의 내측에 배치되는 것으로서 제1 슬로프부(100)에 투입된 분말 입자(G+R)의 상층 부분(즉, 표층 부분)을 분리한다. 제2 슬로프부(200)는 제1 슬로프부(100)와 나란한 상태로 배치되는 것이 바람직하다.

도 2는 제2 슬로프부(200)와 제1 슬로프부(100)의 배치 관계를 설명한다.

(a)는 제1 슬로프부(100)가 V자 형태인 실시예이고 (b)는 제1 슬로프부(100)의 바닥부분의 단면을 늘리기 위해 V자 절곡 부분을 증가시킨 형태이다.

제2 슬로프부(200)는 제1 슬로프부(100)의 내측면에 폭에 대응되는 폭을 가지도록 형성된다.

제1 진동부는 제1 슬로프부(100)에 제1 주파수의 진동을 인가한다. 분말 입자(G+R)의 직경 및 광물 입자(R)와 금속 입자(G)의 비중 차이에 따라 인가되는 진동의 주파수는 조절될 수 있다.

제2 슬로프부(200)로 진입한 상층 부분 분말 입자의 진행을 위해, 제2 슬로프부(200)도 진동이 인가되어야 한다.

제2 진동부는 제2 슬로프(200)에 제2 주파수의 진동을 인가한다. 제2 진동부의 진동에 의해 제1 진동부의 진동이 상쇄되는 것을 방지하기 위해 제2 주파수는 제1 주파수와 상이한 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 제2 주파수 제1 주파수의 N배 인 것이 바람직하다.

제1 슬로프부(100)의 진동에 의해 분말 입자(G+R) 가운에서 비중이 높은 금속 입자(G)는 하강한다. 따라서 제2 슬로프부(200)로 집입한 분말 입자에는 광물 입자(R)의 비율이 높다.

회수부(300)는 제2 슬로프부(200)로 집입한 분말 입자를 배출한다. 즉, 광물 입자(R) 만을 선택적으로 제거하게 된다.

이때, 표층 부분의 분말 입자를 효과적으로 제거하기 위해 회수부(300)는 공기 흡입방식으로 제2 슬로프부(200)로 집입한 분말 입자를 제거할 수 있다.

금속 입자(G)의 분리 효율을 높이기 위해 제2 슬로프부(200)는 다단으로 실시될 수 있다.

도 3을 참조하면 제2 슬로프부(200)는 1차 슬로프(200-1), 2차 슬로프(200-2) 및 3차 슬로프(200-3)를 포함한다.

1차 슬로프(200-1)는 제1 슬로프부(100)의 바닥면으로부터 제1 높이에 배치된다.

2차 슬로프(200-2)는 분말 입자의 진행 방향을 기준으로 하여 1차 슬로프(200-1)의 후단에 배치된다. 즉, 1차 슬로프(200-1)의 다음번 위치에 배치된다. 배치 높이인 제2 배치 높이는 바닥면과 제1 높이 사이에 위치한다.

3차 슬로프(200-3)는 2차 슬로프(200-2)의 후단에 배치된다. 배치 높이는 바닥면과 제2 높이 사이에 배치된다.

1차 슬로프(200-1)는 진행 방향측 단부가 상측 방향으로 절곡된 형태를 가진다. 1차 슬로프(200-1)에 진입한 표층 부분의 분말입자가 1차 슬로프(200-1)를 통과하여 다시 제1 슬로프부(100)으로 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

2차 슬로프(200-2) 및 3차 슬로프(200-3) 또한 1차 슬로프(200-1)과 동일한 형태를 가진다. 회수부(300)의 공기 흡입관은 각 슬로프의 절곡된 단부에 인접하여 배치된다.

도 4를 참조하면 금속 입자 분리기(1000)는 스크린(S)을 더 포함한다. 스크린(S)은 1차 슬로프(200-1)의 전단, 즉 분말 입자의 진행 방향을 기준으로 1차 슬로프(200-1)의 앞에 배치되어 하강하지 못한 금속 입자(G)가 1차 슬로프(200-1)로 들어오는 것을 방지한다. 스크린(S)은 100 내지 300 마이크로 미터 직경을 가지는 그물망이다. 금광석을 분말 입자 상태로 파쇄할 때 볼밀을 사용하는 경우 금속 볼의 타격에 의해 광물 입자(R)는 미세한 크기로 파쇄된다. 이때, 금속 입자(G)는 광물에 비해 전성 및 연성을 가지므로 타격에 의해 직경이 확장된다.

스크린(S)을 배치하여 직경이 확장된 금속 입자(G)가 1차 슬로프(200-1)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

스크린(S)은 진행 방향을 기준으로 45도각도 하양된 각도인 역슬레시 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 비중이 높은 금속 입자(G)는 스크린(S) 면을 따라 하강하고 광물 입자(R)는 스크린(S) 면을 통과하거나 타고 넘어 1차 슬로프(200-1)에 유입된다.

스크린(S)은 2차 슬로프(200-2) 및 3차 슬로프(200-3)에도 배치된다.

회수부(300)는 공기 흡입 배관 단부에 금속을 탐지하는 금속 탐지 센서를 포함할 수 있다.

금속 탐지 센서의 측정된 값에 기초하여 설정된 양 이상의 금속 입자(G)가 제2 슬로프부(200)에 유입되는 것으로 판단되면, 제1 진동부(V1) 및 제2 진동부(V2)는 각각 제1 주파수, 제2 주파수 및 진동의 세기를 제어하여 금속 입자(G)의 하강도를 조절한다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1000 : 진동을 이용한 금속 입자 분리기
H : 투입부
100 : 제1 슬로프부 200 : 제2 슬로프부
V1 : 제 진동부 V2 : 제2 진동부

Claims (6)

1. 금속이 포함된 원석의 분말 입자에서 금속을 분리하는 장치로서,
   상기 분말 입자를 일정한 속도로 인출하는 투입부;
   상기 분말 입자를 수용하도록 v자 형대로 절곡된 것으로서 투입측 단부는 상기 투입부의 하단에 배치고, 배출측 단부는 상기 투입측 단부를 기준으로 하측 방향으로 소정의 각도를 가지도록 배치되는 제1 슬로프부; 및
   상기 제1 슬로프부 내측에 배치되는 것으로서 상기 제1 슬로프부에 투입된 분말 입자의 상층 부분을 분리하는 제2 슬로프부를 포함하고,
   상기 제1 슬로프부에 제1 주파수의 진동을 인가하는 제1 진동부; 및
   상기 제2 슬로프부에 제2 주파수의 진동을 인가하는 제2 진동부를 더 포 함하고,
   상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수의 N배(이때, N은 2보다 큰 자연수)이고,
   상기 제2 슬로프부로 진입한 상기 분말 입자를 배출하는 회수부를 더 포함하고,
   상기 회수부는,
   공기 흡입 방식으로 상기 제2 슬로프부 상의 분말 입자를 배출시키고,
   상기 제2 슬로프부는,
   상기 제1 슬로프부의 바닥면으로부터 제1 높이에 배치되는 1차 슬로프; 및
   상기 분말 입자의 진행 방향을 기준으로 하여 상기 1차 슬로프의 후단에 배치되되 상기 바닥면과 상기 제1 높이 사이인 제2 높이에 배치되는 2차 슬로프를 포함하고,
   상기 1차 슬로프 및 상기 2차 슬로프는 각각 진행 방향 단부가 상측 방향으로 절곡된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 금속 입자 분리기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 1차 슬로프 및 상기 2차 슬로프의 전단에 각각 일정거리 이격되어 배치되는 스크린을 더 포함하고,
   상기 스크린은,
   상기 진행 방향을 기준으로 45도 하향된 각도인 역슬레시 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 금속 입자 분리기.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 회수부는,
   공기 흡입 배관 단부에 금속을 탐지하는 금속 탐지 센서를 포함하고,
   상기 금속 탐지 센서의 측정된 값에 기초하여 상기 제1 진동부 및 상기 제2 진동부는 각각 상기 제1 주파수, 상기 제2 주파수를 설정된 값에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 금속 입자 분리기.
   
   

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