(57)【要約】本発明は、液状懸濁物質およびパルプ用の抽出装置（１）を提供するものであり、本発明は、鉱物処理の分野での使用を意図して設計されている。この抽出装置は２つの隣接する上流チャンバ（２）および下流チャンバ（３）を有し、それらは原料供給井（４）を画成している。この原料供給井は第３のチャンバの上流の中央に濃縮槽（５）の形で配置されている。これら３つのチャンバはすべて、連続する一方向液流の関係になっていて、原料液体は、まずチャンバ（２）からチャンバ（３）へ流入し、そこから濃縮槽（５）へ流入する。
2005520672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの上流および下流の実質的に同心円状のチャンバを含む分離装置用原料供給井において、該チャンバは連続一方向液流の関係にあり、該供給井に流入する液体は、前記上流チャンバから前記下流チャンバへ連続して流れ、それに続いて分離装置へ排出される分離装置用原料供給井。
【請求項２】
請求項１に記載の原料供給井において、前記下流チャンバの入口は全体として上流チャンバの床より上の中央に配置されている原料供給井。
【請求項３】
請求項１または２に記載の原料供給井において、前記上流チャンバは全体として円筒形である原料供給井。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の原料供給井において、前記下流チャンバは全体として同心円状の円錐台形であり、該下流チャンバの側壁は、その入口から下方へ外側方向に広がっている原料供給井。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の原料供給井において、同心円状に組み立てられた偏向円錐を含み、該偏向円錐は前記下流チャンバの床を形成し、該下流チャンバからの環状出口を画成している原料供給井。
【請求項６】
請求項５に記載の原料供給井において、前記環状出口の面積は前記下流チャンバの平均横断面面積より小さく、これによって該原料供給井からの液体の流れが一部抑制されている原料供給井。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の原料供給井において、前記上流チャンバは、凝集剤を液状懸濁物質またはパルプへ混入させる少なくとも１つの撹拌機を含む原料供給井。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の原料供給井において、前記分離装置は濃縮装置である原料供給井。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の原料供給井を含む、液状懸濁物質またはパルプ用の分離装置において、該装置は、濃縮槽を画成している第３のチャンバの上流の中央に配され、３つのチャンバは連続一方向の液流の関係にある分離装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の分離装置において、第３のチャンバは、過剰オーバフロー液を前記濃縮槽から排出管へ流入させる外周のオーバフロー樋を含む分離装置。
【請求項１１】
請求項９または10に記載の分離装置において、前記濃縮槽内に回転可能に取り付けられたレーキ装置を含む分離装置。
【請求項１２】
請求項11に記載の分離装置において、前記レーキ装置は複数の放射状に延びるレーキアームを含み、該レーキアームはそれぞれ、一方の端部で中央ハブへ固定して連結されている分離装置。
【請求項１３】
請求項12に記載の分離装置において、複数のレーキブレードがそれぞれのアームへ固定して連結されている分離装置。
【請求項１４】
請求項13に記載の分離装置において、各レーキブレードは軸方向に濃縮槽内へ延びていて、前記レーキ装置が回転すると該ブレードは前記濃縮槽内の液体を掃引する分離装置。
【請求項１５】
濃縮装置による液状懸濁物質またはパルプの分離方法において、該方法は、
沈殿を促進するよう構成された濃縮槽を備える工程と、
上流チャンバおよび下流チャンバを有する原料供給井を備え、該供給井へ流入する液体が上流チャンバから連続して下流チャンバへ流れ、その後濃縮槽へ流れるように配置する工程と、
液状懸濁物質もしくはパルプを上流チャンバへ流入させる工程と、
前記液状懸濁物質もしくはパルプを上流チャンバから下流チャンバへ流入させる工程と、
前記液状懸濁物質もしくはパルプを下流チャンバから前記濃縮槽へ流入させて分離を促進する工程とを含む分離方法。
【請求項１６】
請求項15に記載の方法において、前記下流チャンバへの入口を全体として前記上流チャンバの床より上の中央部に配置し、前記上流チャンバから流れる液体を溢れさせて前記下流チャンバへ流入させる方法。
【請求項１７】
請求項16または17に記載の方法において、前記上流チャンバを全体として円筒形にする方法。
【請求項１８】
請求項15ないし17のいずれかに記載の方法において、前記下流チャンバを全体として同心円状の円錐台形にし、前記下流チャンバその側壁は、その入口から下方へ外側方向に広げる方法。
【請求項１９】
請求項15ないし18のいずれかに記載の方法において、同心円状に組み立てられた偏向円錐を設け、該偏向円錐に前記下流チャンバの床を形成させ、該下流チャンバからの環状出口を画成させる工程を含む方法。
【請求項２０】
請求項15ないし19のいずれかに記載の方法において、前記下流チャンバからの狭小化された出口を設け、これによって前記原料供給井からの液体の流れを一部抑制する工程を含む方法。
【請求項２１】
請求項15ないし20のいずれかに記載の方法において、前記上流チャンバの液状懸濁物質またはパルプの中へ凝集剤を混入させる工程を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、液状懸濁物質および液状パルプ用の分離装置に関するものであり、とりわけ、そのような装置に用いる原料供給井に関するものである。原料供給井は主として濃縮装置での使用を意図して開発されたものであり、以下、この用途を参酌しながら説明する。しかし、本発明はかかる用途の分野に特に限定されるものではない。
【発明の背景】
【０００２】
次に説明する従来技術は、適切な技術状況において本発明を説明し、本発明の有意性が適切に評価されるよう意図したものである。しかし特に明示しない限り、本明細書におけるいずれの従来技術への言及も、そのような従来技術が広く公知のものであり、もしくは本発明の技術分野における共通の一般知識の一部を成していることを自認するものではない。
【０００３】
この種の公知の分離装置は、典型的に、濃縮槽および原料供給井を含み、原料供給井は全体として、原料スラリを保有する濃縮槽内に配されている。原料供給井は１つのチャンバで構成され、チャンバは原料スラリの受入口と、スラリを濃縮槽へ流入させる少なくとも１つの狭小な出口とを有する。この供給井の構成によれば、流入原料流の乱流を減少させ、試薬をスラリへ混入可能にし、更に処理済スラリを濃縮槽へ排出する前に、試薬と供給原料とを反応させることができる。原料供給井のこの構成によれば、スラリを上記出口から均一に配分して濃縮槽へ流入させることができる。
【０００４】
公知の抽出装置では、原料供給井の排出口から濃縮槽へ入る液体の混合および配分は、最適なものにならない。これらの装置では、濃縮槽から原料供給井へ液体が逆混入したり、原料供給井自体からの液流が短絡したりといった悪影響を受けてしまう。場合によっては、滞留時間が不十分で、凝集剤と試薬との最適な反応が得られないという欠点もある。これと同様に、滞留時間が不十分になることが多いために試薬の段階的追加ができず、上流に濃縮槽を追加する必要が生じ、これによって費用および場所をより多く必要としてしまう。
【０００５】
本発明は、従来技術の欠点を１つ以上、克服もしくは改善し、あるいは少なくとも有用な代替手段を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の第１の特徴によれば、分離装置は原料供給井を備え、この原料供給井は少なくとも２つの隣接する上流用および下流用の実質的に同心円状のチャンバを含み、それらのチャンバは連続する一方向液流の関係にあり、原料供給井へ流入する液体は上流チャンバから下流チャンバへ連続して流入し、そこから連続して分離装置へ流入する。
【０００７】
望ましくは、下流チャンバへの入口は上流チャンバの床の上方の中央に配置する。
【０００８】
特に望ましい形は、上流チャンバを円筒形とし、下流チャンバを、その入口から下方に外に向かって広がる側壁を有する同心の円錐台形とするものである。
【０００９】
また望ましくは、原料供給井は同心円状に組み立てられた偏向円錐を有し、この偏向円錐は下流チャンバの床を形成し、下流チャンバからの環状の排出口を画成する。更に望ましくは、この環状排出口は下流チャンバの平均横断面積より実質的に小さい面積を部分的に有し、これによって原料供給井からの液体の流れを抑制する。
【００１０】
上流チャンバは望ましくは、凝固剤を液状懸濁物質へ混入させる少なくとも１つの撹拌機を含む。分離装置は、望ましくは、濃縮槽装置とする。
【００１１】
本発明の第２の特徴によれば、分離装置には、少なくとも２つの隣接した上流および下流の実質的に同心のチャンバを有する上記の原料供給井を含む液体懸濁装置が備えられ、原料供給井は濃縮槽を画成している第３のチャンバの上流の中央に配置され、上記３つのチャンバは連続する一方向液流の関係にある。
【００１２】
第３のチャンバは、望ましい形として、過剰なオーバフローを濃縮槽から排出管へ流し込む外周オーバフロー樋を含む。
【００１３】
レーキ装置は、望ましくは、濃縮槽内に中央に回転可能に取り付けられる。望ましくは、このレーキ装置は放射状に延びる複数のレ−キア−ムを含み、レーキアームはそれぞれ、一方の端部で中央ハブへ固定して連結されている。更に望ましくは、複数のレ−キブレ−ドがそれぞれのアームへ固定して連結されていて、それぞれのブレードは軸方向に濃縮槽の中へ延びていて、レーキ装置が回転すると、これらのブレードは濃縮槽内の液体を掃引する。
【００１４】
第３の特徴によれば、本発明は液状懸濁物質またはパルプを濃縮装置で分離する方法を提供する。本方法は次の工程を含む。すなわち、
沈殿を促進するよう構成された濃縮槽を備える工程と、
上流チャンバおよび下流チャンバを有する原料供給井を備え、当該供給井へ流入する液体が上流チャンバから連続して下流チャンバへ流れ、その後濃縮槽へ流れるように配置する工程と、
液状懸濁物質もしくはパルプを上流チャンバへ流入させる工程と、
液状懸濁物質もしくはパルプを上流チャンバから下流チャンバへ流入させる工程と、
液状懸濁物質もしくはパルプを下流チャンバから濃縮槽へ流入させて分離を促進する工程とを含む。
【００１５】
次に添付の図面を参照し、一例として本発明の一実施例を説明する。
【発明の好ましい実施例】
【００１６】
本発明は好ましくは鉱物の加工、分離および抽出の分野に適用され、これによれば、細かく粉砕した鉱石は、水などの適した液状媒体中にパルプとして懸濁させ、パルプは流動可能であるが静止状態では沈殿する濃度を有する。パルプは薬品処理と機械処理を組み合わせて懸濁液から沈殿させる。まず、凝固剤が第１のチャンバ内の懸濁液へ添加混入され、次いで第２のチャンバにおいて凝固剤が追加供給される。懸濁液はその後丁寧に混合され、これによって固形粒子の凝集が促進され、最後には大きく高密度の粒子になり、それらが懸濁液から沈殿する。
【００１７】
図面を参照すると、抽出装置１は２つの隣接する上流チャンバおよび下流チャンバを有し、これらは原料供給井４を画成している。この原料供給井は第３のチャンバの上流の中央に濃縮槽５の形で配置されている。３つのチャンバはすべて、連続する一方向液流の関係にあり、供給液流はまずチャンバ２からチャンバ３へ流れ、その後濃縮槽５へ流れる。
【００１８】
本実施例では、第１のチャンバ２は正円筒形であり、２つの撹拌機６を含んでいる。これら撹拌機６は試薬を液状懸濁物質へ混入させ、このチャンバの床に固形物が沈殿するのを防止する。チャンバ３はチャンバ２内の中央に配され、円錐台形であり、その側壁７は入口８から下方へ外側に向って広がっている。この入口はチャンバ２の床９の上方の中央に配されている。
【００１９】
チャンバ３の中には偏向円錐10が配されていて、チャンバ３の床を形成している。チャンバ側壁７と偏向円錐10との間の空間は、チャンバ３から濃縮槽５への狭小化された環状排出口11を画成している。この出口11の面積はチャンバ３の平均横断面面積より実質的に小さくして原料供給井４と濃縮槽５との間の液体の流れを抑制し、これによって濃縮槽中の液体は、円滑で乱流のない流れになり、均質に分散することとなる。
【００２０】
濃縮槽５は実質的に正円筒形であり、本実施例においては鉄筋コンクリートで作られている。この濃縮槽は、下方傾斜した円錐台形の床12を含み、これによって沈殿したパルプはアンダフロー抜き取り管13へ流される。また濃縮槽は、希釈オーバフロー溶液を濃縮槽から排出管15へ流入させる、内側を向いた外周のオーバフロー樋14も含む。
【００２１】
レーキ装置16は濃縮槽５内の中央に回転可能に取り付けられている。このレーキ装置は複数の放射状に延びるレーキアーム17を有し、レーキアームはそれぞれ、複数の固定連結されたレーキブレード18を支えている。これらのブレードは濃縮槽内へ軸方向に延びていて、レーキ装置16が回転すると、これらのブレードは濃縮槽内の液体を掃引する。この掃引は底部のスラリから水を放出する役割を果たし、これによってスラリの濃度が増す。レーキ装置は中央に配した駆動軸19上に取り付けられていて、モータ20およびそれに連結されたギヤボックス（図示しない）により駆動される。
【００２２】
使用中、濃縮槽５の液体水位21はチャンバ３からの出口11の高さより上になる。原料液は入口22からチャンバ２へ入り、試薬が所定の投薬量に従って添加される。チャンバ２内のスラリの量は次第に増えるため、試薬が溢れて内部のチャンバ３へ入るまで、試薬の反応に十分な滞留時間が得られる。チャンバ３へ流入したスラリにはチャンバ２において使用されたものとは異なる試薬を投与してよく、あるいは同一の試薬を更に投与してもよく、段階的な添加を行なうことができる。その後スラリは重力によって下方の偏向円錐10の方へ流れ、偏向円錐10はこの液体を放射状に外側に向けて次第に分散させ、出口11を通して周囲の濃縮槽へ入れる。
【００２３】
濃縮槽内では、流入する原料流内の沈殿物質は、沈殿して比較的濃密な濃縮パルプ23の底層を形成し、これは上層にある比較的希釈な液体24を濃縮槽上部の方へ移動させる。この濃縮パルプ23は下方からアンダフロー抜き取り管13を介して抜き取られるが、上記希釈溶液はオーバフロー樋から徐々に抜き取られる。
【００２４】
他の（図示しない）原料供給井の実施例では、第１のチャンバは円錐台形になっていて、その側壁はその床からその頂上の出口まで放射状に内側に広がっている。この第１のチャンバは第２の正円筒形チャンバ内の中央に配置されていて、液体は、上記それぞれのチャンバ壁間の空間によって画成されている環状出口を介して、この第２のチャンバから出る。
【００２５】
図示した装置によって、原料供給井の出口から濃縮槽へ入る液体の混合および配分が改善されることは明らかである。この装置は更に、濃縮槽から原料供給井への液体の逆混入の発生を減少させて、試薬の段階的添加を可能にするばかりでなく、その原料供給井自体からの液流の短絡も減少させる。この装置の同心的配置によれば、濃縮槽内を占める空間も減少させることができる。これらのすべての点において、本発明は従来技術に比して実用的、商業的に重要な改善手段を提供するものである。
【００２６】
本発明を特定の例を参照して説明したが、本発明をさまざまな形で具現化できることは当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による液状懸濁物質用濃縮装置の平面図である。
【図２】図１に示す濃縮装置の線間２−２の部分のオフセット断面図である。
【図３】本発明による原料供給井の絵画による斜視図である。
【図１】
2005520672.tif 000003
【図２】
2005520672.tif 000004
【図３】
2005520672.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月20日(2003.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005520672.tif 000006
【図２】
2005520672.tif 000007
【図３】
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【国際調査報告】
2005520672.tif 000009
2005520672.tif 000010
2005520672.tif 000011