特許 7581772 振動式選別機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】振動式選別機

(51)【国際特許分類】

   B07B 1/28 20060101AFI20241106BHJP

   B07B 1/46 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

B07B1/28 Z

B07B1/46 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020182280

(22)【出願日】2020-10-30

(65)【公開番号】P2022072693

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-06-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001704

【氏名又は名称】弁理士法人山内特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】臼田 恭平

【審査官】塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１３８０６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０４３２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４８７６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０７Ｂ １／００－１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動スクリーンを振動させて被処理物である原料鉱石を該振動スクリーンの上流から下流に向け移動させながら篩分けする振動選別機であって、
前記振動スクリーンは、前後方向と上下方向を組合わせた振動を発生するものであり、
前記振動スクリーン上に、原料鉱石の移動方向を斜め横に偏寄させる邪魔板が取付けられており、
該邪魔板は、前記振動スクリーン上において原料鉱石が上流から下流に向かう移動方向に対し平行に置かれた板材であり、
前記邪魔板は、第１邪魔板と、第２邪魔板とからなり、
前記第１邪魔板は、前記振動スクリーンの長さ方向における上流から約１／３の位置にある第１偏寄位置において、前記振動スクリーンの幅方向を約３等分する位置に取付けられた２枚の邪魔板からなり、
前記第２邪魔板は、前記振動スクリーンの長さ方向における上流から約２／３の位置にある第２偏寄位置において、前記振動スクリーンの幅方向を約２等分する位置に取付けられた１枚の邪魔板からなる
ことを特徴とする振動式選別機。

【請求項2】

前記各邪魔板は、側面視四角形の厚鋼板製であって、
少なくとも上流側の端縁が下端から上端に向かうにつれて後傾した形状である
ことを特徴とする請求項１記載の振動式選別機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動式選別機に関する。さらに詳しくは、本発明は、原料鉱石のような重い塊状物を篩分けする振動式選別機に関する。

【背景技術】

【0002】

選鉱や精錬に際し、原料鉱石の一次選別機として振動式選別機が用いられている。振動式選別機は、原料鉱石のうち後工程に適さない大塊を払い出し、大塊に付着している微粒鉱石を篩分けて後工程に送るために用いられる。

【0003】

図５は、振動式選別機の原理的構造を示している。振動スクリーン１０１は四辺の枠体１０２を備え、枠体１０２に縦棒１０３と横棒１０４を交差させた篩１０５を取付けている。振動スクリーン１０１は傾斜して配置され、その四隅の脚１０８には回転軸１０９が取付けられ、回転軸１０９を偏心軸で構成すると共に、モータ等の原動機に連結して回転させる構成となっている。
回転軸１０９が回転すると、振動スクリーン１０１が、振動するので、篩１０５上にのせられた被処理物は、上流から下流に移動する間に篩１０５の網目を通り抜けて落下するものと、篩１０５を下流に向けて移動し排出されるものとに分かれるように、篩分けされる。

【0004】

上記のような振動式選別機では、（ａ）篩１０５上の原料鉱石の大塊が振動すると、振動と篩１０５との接触により、表面に付着している微粒鉱石が払い落とされ、また（ｂ）原料鉱石の大塊同士が振動しながら接触すると、そのときの衝撃によって微粒鉱石が払い落とされる。この払い落し効果は（ｂ）の方が大きい。

【0005】

一方で、原料鉱石の性状は常に均一ではなく、粒度構成や水分率等は常に変動する。このため、一定した篩効果を得ることは難しい。とくに、水分率は原料鉱石の大塊への粘着力に大きく影響し、水分率が増加すると粘着力は著しく増大する。具体的には粗酸化ニッケル鉱石の硫酸浸出において屋外保管された原料鉱石を用いる場合、晴天の場合は原料鉱石の水分率が低いため粘着力が弱く、雨天の場合は原料鉱石の水分率が高くなり粘着力も強くなる。
よって、粘着力の低い晴天時を基準に装置を設計した場合、粘着力の高い雨天時には振動選別機の能力が不足して歩留まりが悪化し、雨天時を基準に装置を設計した場合は、晴天時には振動選別機の能力が過剰となり篩面が損傷して原料鉱石の大塊の混入が増大する。

【0006】

特許文献１は、鉄鉱石等の粒塊状物の篩分け技術を開示している。この従来技術１は、粒塊状物が湿っているときは篩の面積を大きくし、粒塊状物は乾いているときは篩の面積を小さくし、篩効率を良く発揮させようとするものである。

【0007】

しかるに、この従来技術１では、篩の使用面積を大小に調整するため、篩に被処理物を供給するコンベヤに前後移動可能なシャトルリバースコンベヤを用いている。シャトルリバースコンベヤはコンベヤを往復動させるための複雑な動作機構を要するので、設備費が高くなるという問題がある。

【0008】

特許文献２は、製鉄原料の付着粉を除去する技術を開示している。この従来技術２は、傾斜スクリーンを振動させて、スクリーン上の塊鉱石の表面に付着した微粒を除去するものである。そして、除去効率を良くするためスクリーンの片振り幅と振動の角速度を被処理物である製鉄原料の濡れや乾きの程度に合わせて、そのつど調整するようにしている。

【0009】

しかるに、この従来技術２では、被処理物の濡れや乾きの程度に合わせて、傾斜スクリーンの片振り幅と角速度からなる運転条件を、そのつど運転員が調整しなければならないので、操業負荷が大きいという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開平２－４３９７６号公報

【文献】国際公開ＷＯ２０１３／１７９６０９Ａ１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は上記事情に鑑み、簡単な設備でありながら、原料鉱石に付着している微粒鉱石を乾燥湿潤状態を問わず効率的に篩分けすることができる振動式選別機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

第１発明の振動式選別機は、振動スクリーンを振動させて被処理物である原料鉱石を該振動スクリーンの上流から下流に向け移動させながら篩分けする振動選別機であって、前記振動スクリーンは、前後方向と上下方向を組合わせた振動を発生するものであり、前記振動スクリーン上に、原料鉱石の移動方向を斜め横に偏寄させる邪魔板が取付けられており、該邪魔板は、前記振動スクリーン上において原料鉱石が上流から下流に向かう移動方向に対し平行に置かれた板材であり、前記邪魔板は、第１邪魔板と、第２邪魔板とからなり、前記第１邪魔板は、前記振動スクリーンの長さ方向における上流から約１／３の位置にある第１偏寄位置において、前記振動スクリーンの幅方向を約３等分する位置に取付けられた２枚の邪魔板からなり、前記第２邪魔板は、前記振動スクリーンの長さ方向における上流から約２／３の位置にある第２偏寄位置において、前記振動スクリーンの幅方向を約２等分する位置に取付けられた１枚の邪魔板からなることを特徴とする。
第２発明の振動式選別機は、第１発明において、前記各邪魔板は、側面視四角形の厚鋼板製であって、少なくとも上流側の端縁が下端から上端に向かうにつれて後傾した形状であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）振動スクリーンの長さ方向において略等間隔に配置された第１偏寄位置の第１邪魔板と、第２偏寄位置の第２邪魔板で被処理物である原料鉱石の斜め横移動をさせるので、より多くの原料鉱石を斜め横移動させることができる。
ｂ）最初に斜め横移動させる第１偏寄位置では、２枚の邪魔板によって振動スクリーンの両端部での原料鉱石の流れに中央付近と両端部との間を流れている原料鉱石を斜め横移動させて衝突させる。さらに、その後で第２偏寄位置の１枚の邪魔板で中央付近を流れている原料鉱石を左右に斜め横移動させ両端部を流れている原料鉱石に衝突させるので、衝突頻度が高くなる。その結果、より多くの微粒鉱物が払い落とされる。
ｃ）以上のように、原料鉱石同士の衝突により微粒鉱石が払い落とされる。また、原料鉱石が斜め横に動くことによって振動スクリーン上の移動経路が長くなるので、篩による微粒鉱物の払い落しも効率良く行われる。
第２発明によれば、邪魔板の上流側端縁は後傾しているので、被処理物である原料鉱石の長さ方向移動に対し抵抗となりにくく、かつ邪魔板自体の摩耗損傷も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る振動式選別機Ａの斜視図である。

【図2】図１に示した振動式選別機Ａの要部である振動スクリーン１の平面図である。

【図3】邪魔板１０の説明図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図である。

【図4】邪魔板１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの作用説明図である。

【図5】従来の振動式選別機の原理的構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１に基づき、本発明の一実施形態に係る振動式選別機Ａの基本構成を説明する。
１は振動スクリーンで、スクリーンは篩として構成されており、傾斜して配置された状態で振動する部材である。
振動スクリーン１は四辺の枠体２を備えており、この枠体２に縦棒３と横棒４とを交差させて構成された篩５を取付けている。縦棒３と横棒４の本数や長さは任意であり、振動スクリーン１の大きさに合わせて選択される。

【0016】

振動スクリーン１の四隅には脚８が取付けられ、脚８には偏心軸に構成された回転軸９が取付けられている。
回転軸９にはモータ等の原動機が連結され、回転軸９が回転することで、振動スクリーン１には、前後方向と上下方向を組合わせた振動を発生し、篩５上の被処理物が篩分けされる。
上記が振動スクリーン１の基本構造であって、実用に供する装置はさらに振動を支えるバネその他種々の機器が追加される。
本発明の振動式選別機は、図１に示す基本構造を継承するものであれば、細部の構成は様々であってもよい。

【0017】

図１に示すように、本実施形態の振動式選別機Ａでは、振動スクリーン１上に、被処理物の移動方向を斜め横に偏寄させる邪魔板１０が取付けられていることを特徴とする。以下では、被処理物が原料鉱石である場合を説明する。
図１では、邪魔板１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを総称するときは符号１０を用いる）は３個示されているが、邪魔板１０を少なくとも１個用いるなら、本発明の振動式選別機Ａに含まれる。

【0018】

本発明のように、邪魔板１０が１個でも振動スクリーン１上に存在するなら、振動スクリーン１を振動させて原料鉱石を振動スクリーン１の上流から下流に移動させる際に、邪魔板１０によって原料鉱石が斜め横に移動するよう偏寄させることができる。このため並列して流れていた原料鉱石の一部に斜め横に移動した原料鉱石が衝突する。このように原料鉱石同士で衝突すると原料鉱石に付着している微粒鉱石が払い落とされる。

【0019】

本発明において、被処理物が原料鉱石である場合、原料鉱石の大塊同士が振動しながら接触すると大きな衝撃が発生し、雨天における粘着力を振り切ることができる。本発明はこの衝撃を活用することに技術原理がある。したがって、本発明によれば、原料鉱石の大塊の振動と篩との接触を余り大きくすることなく、換言すれば振動スクリーン自体の振動に要する動力を小さくしたままで、効率良く原料鉱石に付着している微粒鉱石を振い落とすことができる。

【0020】

本発明において、原料鉱石は振動スクリーン１の上流から下流に向かう縦方向の移動に加え、一部の原料鉱石は邪魔板１０の偏寄作用で斜め横に移動する。原料鉱石の縦方向の移動に横方向の移動が加わると振動スクリーン１上での原料鉱石の移動経路が長くなる。そのため、篩による微粒鉱物の払い落しも効率良く行われる。
また、振動スクリーン１の下流側に原料鉱石が集まってくると、その部分での衝突頻度が高くなる。したがって、衝突している原料鉱石の間の縦方向移動時の並進速度差や転がり角速度の差によって、微粒鉱物の払い落しがさらに高頻度に行われる。
これらの理由によっても、微粒鉱物の払い落し効率は高くなる。

【0021】

図１および図２に示すように、邪魔板１０は、振動スクリーン１における長さ方向の上流側に取付けられた第１邪魔板１０Ａ，１０Ｂと、同長さ方向の下流側に取付けられた第２邪魔板１０Ｃのように、振動スクリーン１の長さ方向（原料鉱石の流れる方向でもある）において、異なる位置に設けてもよい。たとえば、上流側の第１偏寄位置Ｉと下流側の第２偏寄位置IIの２カ所に邪魔板１０を設けてもよい。さらにこの場合、第１邪魔板１０Ａ，１０Ｂと第２邪魔板１０Ｃは、振動スクリーン１の幅方向において互いに異なる位置に取付けるのが好ましい。
なお、第１邪魔板１０Ａ，１０Ｂは２個が図示されているが、１個にして、第２邪魔板１０Ｃを２個にしてもよい。

【0022】

上記の構成であると、振動スクリーン１の上流側にある第１偏寄位置Ｉで、原料鉱石の最初の斜め横移動が発生し、下流側にある第２偏寄位置IIで別の原料鉱石にも斜め横移動が発生するので、原料鉱石のほとんどで付着している微粒鉱物が払い落とされる。

【0023】

図１および図２に示すように、邪魔板１０は振動スクリーン１の長さに比べ短い長さとされている。振動スクリーン１を長年使用していると、邪魔板１０の根元に原料鉱石が固着して、邪魔板１０の両側面に固着物で傾斜面を形成することがある。邪魔板１０が原料鉱石の固着のない状態で直立している場合は、原料鉱石を跳ね返しやすいが、固着物による傾斜面があると原料鉱石が乗り上げやすいので跳ね返しにくくなる。しかしながら、邪魔板１０の長さが短く、振動スクリーン１上で上流側の邪魔板１０と下流側との邪魔板１０との間に原料鉱石の移動空間があると、下流に向かって移動する原料鉱石が邪魔板１０の根元の固着物に衝突して、固着物を取り除くことができる。そのため、邪魔板１０を原料鉱石の跳ね返しやすい直立状態に長期にわたって維持することができる。

【0024】

図１および図２に示すように、本実施形態では第１邪魔板は、振動スクリーン１の長さ方向における上流から約１／３の位置にある第１偏寄位置Ｉに取付けられている。そして、第１邪魔板は振動スクリーン１の幅方向を３等分する位置に取付けられた２枚の邪魔板１０Ａ，１０Ｂからなる。また、第２邪魔板は、振動スクリーン１の長さ方向における上流から約２／３の位置にある第２偏寄位置IIに取付けられている。そして、第２邪魔板は振動スクリーン１の幅方向を２等分する位置に取付けられた１枚の邪魔板１０Ｃからなる。
なお、図２において２点鎖線ｚは原料鉱石のコンベヤ等からの投下位置を示している。

【0025】

前記各邪魔板１０は、側面視四角形の厚鋼板製である。形状は長四角形でもよいが、側面視で台形となるよう、下辺１１が上辺１２より長く、前辺１３が下端から上端に向かうにつれて後傾し、後辺１４が下端から上端に向かうにつれて前傾した形状とするのが好ましい。

【0026】

図示の邪魔板では、邪魔板１０の上流側の前辺１３は後傾しているので、原料鉱石の長さ方向移動に対し抵抗となりにくく、かつ邪魔板１０自体の摩耗損傷も防止できる。また、邪魔板１０の下流側の後辺１４は前傾しているので、原料鉱石の長さ方向の移動に勢いが付いて、原料鉱石が邪魔板１０を乗り越えようとしても後辺１４上を滑り落ちるので、篩部５には直接落下しないか、落下しても落差は小さくなり、振動スクリーン１の篩部５へ及ぼす衝撃と損傷は抑えられる。

【0027】

図４に基づき、邪魔板１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによる原料鉱石の斜め横移動作用を説明する。
まず、振動スクリーン１上で図２の符号ｚに示す投下位置に原料鉱石が投下されると、振動スクリーン１の上面で概ね太線矢印Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５で示すそれぞれの経路に従って、原料鉱石が上流側から下流側に向けて篩５上で振動しながら移動していく。そして、振動スクリーン１の長さ方向において略等間隔に配置された第１偏寄位置Ｉと第２偏寄位置IIの２カ所で原料鉱石の斜め横移動が生じる。

【0028】

具体的には、最初に斜め横移動させる第１偏寄位置Ｉでは、２枚の邪魔板１０Ａ，１０Ｂによって中央付近の両端部の原料鉱石の流れＹ３，Ｙ４を斜め横移動Ｙ３ａ，Ｙ４ｂさせる。そうすると、斜め横移動Ｙ３ａ，Ｙ４ｂした原料鉱石は、振動スクリーン１の両端部における原料鉱石の流れＹ１，Ｙ２に衝突する。さらに、その後で第２偏寄位置IIの１枚の邪魔板１０Ｃで中央付近の原料鉱石の流れＹ５を左右に斜め横移動Ｙ５ａ，Ｙ５ｂさせる。そうすると、斜め横移動Ｙ５ａ，Ｙ５ｂした原料鉱石は、中央付近での両横を流れている原料鉱石に衝突する。

【0029】

上記のように、原料鉱石同士で衝突すると原料鉱石に付着している微粒鉱石が払い落とされる。また、原料鉱石が斜め横に動くことによって振動スクリーン１上の移動経路が長くなるので、篩による微粒鉱物の払い落しが効率良く行われる。
しかも、原料鉱石に付着した微粒鉱物の粘着力が雨天等で高い場合でも、原料鉱石同士の衝突があれば、微粒鉱物は払い落とされやすい。

【0030】

以上のように、本実施形態によれば、邪魔板１０を追加するという簡単な設備でありながら、原料鉱石に付着している微粒鉱石を乾燥湿潤状態を問わず効率的に篩分けができる。しかも、原料鉱石の篩５上での滞留時間が過大に長くなるわけではないので、篩５の摩耗や損傷も少なくてすむ。

【産業上の利用可能性】

【0031】

上記実施形態では、被処理物として原料鉱石を対象としたものであったが、被処理物には原料鉱石のほか種々の対象物を扱うことができる。

【符号の説明】

【0032】

１ 振動スクリーン
２ 枠体
３ 縦棒
４ 横棒
５ 篩
８ 脚
９ 回転軸
１０ 邪魔板
１０Ａ，１０Ｂ 第１邪魔板
１０Ｃ 第２邪魔板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】