专利名称：砂金等的采取方法及用于该方法的砂金等的采取船、砂金等的挖掘分选方法及其系统、砂金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种砂金等的采取方法及用于该方法的砂金等的采取船，该方法吸引挖掘河川(除河川以外还包括湖泊、沼泽)等中含有砂金或金矿石的砂层等，并利用比重差将其分选，以采取砂金及/或金矿石(下面，在本说明书中，将这些矿金、或金矿石、或砂金及金矿石总称为“砂金”等)为目的。另外，本发明还涉及一种砂金等的挖掘方法及其系统，该方法及其系统以吸引挖掘含有砂金等的矿层等并将其提升到地上，在以一定速度移送它们期间，利用比重差将砂金等分选。再者本发明还涉及砂金等的分选方法及其系统。该方法及其系统的目的在于，利用磁力从含有砂金等的岩石、或矿物的混合物中分离砂金等。
背景技术：
目前，为了采取混在河川(除河川外还包括湖泊、沼泽)等的砂层中的砂金等，大多是洗涤由人工挖上来的砂类并将其分离，水簸挖掘含有砂金等的砂层得到的砂类而分选砂金等。
所述挖掘为利用机械进行挖掘，在含有砂金等的层位于深度大的地方的情况下，就没有挖掘设备。在这种情况下，比如要挖一个非常大非常深的坑而只将含有砂金等的砂层挖掘、分别、输送时，现有技术是不可能的，这种方法不能采掘，所以当含有砂金等的层位于很深的深度时只有放弃。
另外，如前所述，由于是水簸挖掘含有砂金等的砂层时得到的砂类而分选砂金等，所以需要很大的设备，而效率却难以提高，尚没有提出突破性的砂金等的分选方法。
即，现有的利用人力的水簸存在下述问题，不仅需要重劳动，效率也不好，所以在含有砂金等的比例小的情况下，采取时就不合算。即使在水簸机械挖掘砂类时也必须水簸非常大量的砂类，所以如果不是含有砂金等的比例很大的地方就难以进行合算的采掘，所谓合算的采掘仅限于含有砂金等的比例特别大的地方。
另一方面，目前所知的含有砂金等的层通常认为是堆积在距地表1000m或者以上的深度，但现状是挖掘的限度为距地表5m～20m，特别是在地下水位5m～10m的地域，存在于比地下水位深的砂层的挖掘通常认为不能进行合算的采掘，也就是形成废矿。即，在含有砂金等的层存在于距地表1000m或以上深度的情况下还没有合算的挖掘方法及输送方法。
并且目前进行的利用砂金等的比重差的水簸分选(所谓比重选)是使砂金等和水一起在一个大的面积流下而进行水簸的，所以分离效率差，为了进行分离，不仅需要很大的面积而且利用比重选得到的砂金等也要用人力收集起来，所以存在在大量生产时需要许多人手的问题，这是采金成本高的原因之一。另外，由于目前进行的水簸分选是比重选，所以采用自然流下(利用落差)的方式，而利用泵等的强制性的大量送流尚没有提出。
发明概述本发明挖掘含有砂金等的砂层、强制性地使从该砂层挖掘的砂类(为“含有砂金等或、砂、土砂、各种矿物、岩石等的混合物”，但在以的本说明书中称做“砂类”)流动，利用比重差分选砂金等，所以砂金等的分选所需要的劳力小可进行大量处理，解决所述现有的问题。
即，本发明提出的砂金等的采取方法的特征在于，利用下述机构分选、采取砂金等，该机构吸引、挖掘存在于河川(除河川外，包括湖泊和沼泽)等水的下侧的含有砂金等的砂层，将挖掘的砂类依所希望的速度输送，同时利用比重差分选砂金等。在前述中，利用比重差分选砂金等的设备可以如下构成，即将砂类和水的混合物在输送中改变其流速使比重大的砂金等沉降而分选。也可以如下构成，即向砂类和水的混合物施加离心力，使比重大的砂金等和其它的比重小的物质分成内外。并且，也可以将这两种设备并用。
所述砂金等的采取方法可以利用以下说明的砂金等的采取船来实施。即在船体上顺序连接有吸引挖掘机构、管线输送机构、利用比重差分选砂金等的机构和分选出砂金等后残留的排放机构的砂金等的采取船。在前述中，吸引挖掘机构将吸引管的一端插入含有砂金等的砂类的层中，另一端连接在具有作为加速机构的加压流体的吹入喷嘴的输送管上。管线输送机构如下构成，在输送管的内侧使加压流体的吹入喷嘴开口，使输送管内的砂类和水的混合物的输送速度加速，同时在输送管内输送。所述的利用比重差分选砂金等的机构如下构成，将断面积比输送管的断面积大的分选盒连接在输送管的一部分上，利用在该分选盒内的流速下降使砂金等沉降。也可以取而代之地将离心分离机构介装在输送管的一部分上。该离心分离机构可以为如下的离心分离机，即，将砂类和水的混合物从切线方向加压吹入圆筒状的外槽壁，使其沿所述圆筒槽内壁螺旋状旋转，使所述混合物按比重分布在内外，从而将砂金等分选。另外作为利用比重差分选砂金等的机构也可以并用所述两种机构。
在本发明的各机构中，申请前公知的起到同一效果的技术均可以适用于本发明。
本发明是要分选、采取混在砂层中的砂金等，所以有效地利用了砂金等和其他物质的比重显著不同这一点，但，通过在强制性地使尤其是含有砂金等的砂类和水的混合物流动输送过程中分选、处理，可以不需要目前公知的大型水簸装置而进行高效率的分选。分选砂金等留下的残留的砂类原封不动地使其返回河川，所以不需要将大量劳动力和时间用于不必要的砂类的处理。
所述发明的河川等不仅包括河川还包括湖泊、沼泽。本发明即使在湖泊、沼泽等中的水深很深的地方也可以采用。比如，即使在水深10m～100m或以上情况下，只要利用喷射泵吸引挖掘，用输送管输送到船上，就和所述发明的船上处理没有任何变化。在所述情况下，理想的是在船上设置喷射泵和必要的动力，用输送管在水上进行输送，而在湖泊、沼泽的岸上设置分选机构等其他的处理装置。
在所述情况下具有下述优点，即可以兼用于湖泊、沼泽的疏浚和砂金等的采取，同时实现产金和防止湖泊、沼泽的老化。
根据所述的本发明具有下述效果，利用作为用于使砂类和水的混合物的流动速度加速的机构的喷气嘴、输送管和分离盒可以吸引挖掘、输送含有砂金等的砂类，高效率地分选砂金等。因此，具有下述效果，即使是目前由于考虑到采取的合算与否而放弃含有砂金等的比例较少的砂类的层，也可以高效率地采金。另外，根据本发明，由于可以在含有砂金等的砂类和水的混合物的输送中分选砂金等，因此可以简化分选工序，显著提高效率。
本发明通过将砂类和水的混合物导入疏送管，用加压流体(例如加压气体)，使所述混合物加速，解决了砂类的疏送问题，同时也解决了从深层进行挖掘的问题。
即，本发明提出的砂金等的挖掘分选方法，为具有如下特征的砂金类的挖掘分选方法，其特征在于，吸引并捞起含有砂金等的砂类和水的混合物，利用喷射流体使其加速流动，同时，在所述混合物的流动过程中，利用比重差分选砂金等。更具体地说，是具有下述特征的砂金等的挖掘分选方法，其特征在于将捞起含有砂金等的砂类混合物的捞砂管插入到规定的深度，将所述捞砂管的下端插入含有砂金等的砂类层中，同时给捞砂管的上端施加吸引力，将含有砂金等的砂类和水的混合物捞起到地上，在地上用喷射流体使其加速、横向流动，在该流动中改变所述混合物的流速，利用比重差分选砂金等。在所述中，在将捞砂管的下端插入含有砂金等的砂等的层中时，在存在粘土层等砂类的层以外的层时，从捞砂管的下端喷射加压流体，从而可以使该粘土层等破碎穿孔，将捞砂管插入土中，直至捞砂管的下端插入含有砂金等的砂类的层中。
上述的砂金等的挖掘分选方法，由以下的系统来实施。所述系统为具有下述特征的砂金等的挖掘分选系统，其特征在于，将使地中的含有砂金等的砂类和水的混合物沿地表横向移动的输送管的一端连接在将所述混合物捞起的捞砂管的上端部，同时在该连接部附近设置使所述混合物的流动加速的加速机构，在所述输送管的前端侧串联连接多个利用比重差分选砂金等的机构。这种情况下，通过使所述捞砂管的上部内侧减压，可以使所述混合物自动从捞砂管内捞起，可以构成向捞起的所述混合物的前进方向吹加压气体、施加用于使所述混合物的流动速度加速的压力的结构。利用比重差分选砂金等的机构可以如下构成，即，通过改变输送管的断面积，使该输送管的断面积变大的部位的混合物的流速改变，而在该输送管的断面积变大的部位使砂金等沉降。只要采用在该砂金等沉降的位置连设收容砂金等用的漏斗部，在该漏斗部的下部设取出口，在该取出口安装开关盖的结构，就可以通过开闭所述开关盖，回收沉降的砂金等。
只要将使所述混合物的流动加速的加速机构设在输送管的适当部位，即使输送管的铺设距离长，也可以简单顺畅地输送。
本发明将砂类和水的混合物(如水分60-80％)导入输送管，用加压流体(如加压气或加压水)使该混合物的流动加速，即使为达到输送管的内径的80％的大小的固体物也可以容易地使其流动。
从经济的观点出发，使所述混合物流动时的理想的流速会因输送管的直径、加压流体(例如加压气体或加压水)的压力，插入捞砂管的砂层的深度，即挖掘深度等而不同，可实施的范围为1-5米/秒，即使在各种条件不同的情况下，2～3米/秒也为毫不费力地实用的速度。
对输送管的内径，虽然在理论上没有特别的限定，但考虑到效率的处理的容易性，内径0.3m～1m为障碍少的尺寸。
若用例如内径0.6m的输送管，以每秒3m的速度，输送水分为75％的砂等和水的混合物，则成如下效果。1秒钟可输送0.84m3,1分钟可输送50.8m3,1小时可输送3052m3,10小时可输送约30000m3的所述混合物。即若水分为75％，则10小时可输送7500m3(约19000吨)砂等。
如前所述，10小时可挖掘、输送接近20000吨的砂类。虽然砂金层中的砂金含有量范围很广，不能一概而论，但，即使为0.1％(现有开采价值比例的贫矿)，通过每天10小时开动本发明的系统，也可以采取日产接近20吨的砂金等。
根据本发明，在将捞砂管垂直设置时，若水位为5m，捞砂管下端深度为100m，则下端就要受到95m的水压。因此，若从捞砂管上端吸引，以挖除距地表达25m深的砂类和水的混合物，则要以20m水柱的压力差，使砂类和水的混合物从捞砂管中上升。这一点即使捞砂管的下端深度为200m～300m也不变，所以，作为捞砂机构，通常只要给予挖除距地表深度25m之间的砂类和水的混合物的能量，就可以连续挖掘深度为100m、200m等的砂层。即可以以非常小的能量挖掘存在于深度很深之处含有砂金等的砂类的层，进行砂金等的分选处理。
根据本发明，由于在从地中深处的吸引、捞起含有砂金等的砂类，用输送管使这样捞起的砂类和水的混合物沿水平方向流动期间，利用比重差分选砂金等，所以具有可高效且自动地处理大量砂类的效果。且由于可以从非常深的地方存在的砂层中捞起砂类和水的混合物并自动地分选砂金等，所以具有可从目前认为不能挖掘的废矿进行合算地采金的效果。
并且，本发明着眼于砂金等的弱磁性，通过采用高磁力，在吸附、分选砂金等方面取得了成功，可实现采金的全自动化、效率化及低成本化，解决了所述现有的问题。
即，本发明提出的砂金等的分选方法具有以下特征，即，使含有砂金等的砂类和水的混合物在磁场内输送、流动，利用磁力吸附、分选砂金等。即，砂金等的分选方法的特征在于使含有砂金等的砂类和水的混合物在产生有磁场的输送管内输送、流动，利用磁力将砂金等磁吸在所述输送管内壁上，这样使分选砂金等后剩下的砂类和水的混合物通过所述输送管排出到规定场所，其后，消除磁场，解除在所述输送管内壁上的砂金等的磁吸，将清洗用的流体送入所述输送管内，使之流动，利用该清洗用流体，使所述砂金等向规定场所流动，回收。在所述中，含有砂金等的砂类和水的混合物、清洗用的流体可以分别加压而施加流动力使其在输送管内流动。含有砂金等的砂类和水的混合物最好含有70％～90％的水，清洗用的流体可以用水。磁场的强度最好为5000高斯～20万高斯。
所述砂金等的分选方法可利用以下说明的系统实施。即，该砂金等的分选系统，其特征在于依次连接下述机构，混合含有砂金等的砂类和水形成混合物的混合机构，使该混合物在所述金属制圆筒内输送流动的送流机构，设置于该金属制圆筒的外侧的磁场发生机构，将分别砂金等后剩下的所述混合物输送流向排液槽的机构及将分选所得的砂金等和清洗用流体的混合物排出的机构。在前述中，将混合物送至金属制圆筒内送流机构通过喷出喷射流体或利用泵给混合物施加流动力，清洗流体的送流机构可构成利用泵输送的结构。所述中的磁场发生机构为将多个磁场发生机构沿金属制圆筒内的所述混合物的流动方向顺序设置于金属制圆筒外周的结构，所述多个磁场发生机构可以产生5000高斯～20万高斯范围内不同强度的磁场，可以使这些多个磁场发生机构同时工作、同时停止，也可以单独工作、停止。
在所述系统中，可以构成将多个电磁线圈沿金属制圆筒内所述混合物的流动方向顺序设置的结构，该多个电磁线圈向金属制圆筒外侧产生强度不同的磁场。例如，设置可产生5000高斯、2万高斯、5万高斯、20万高斯强度的磁场的4个电磁线圈，可以仅向特定的电磁线圈通电，产生特定强度如5000高斯的磁场，也可以同时产生4种强度的磁场。
在前述中，由于砂金为弱磁性粒子，所以含有砂金或金的弱磁性的矿石被磁吸在产生20万高斯或5万高斯等强磁场的部位对应的金属制圆筒的内壁上，含有金的强磁性矿石被磁吸在产生如5000高斯那样的弱磁场的部位对应的金属制圆筒内壁上，从而从所述混合物中将它们分选。即含有砂金、金的弱磁性矿石、含有金的强磁性矿石等不相互干扰地，被分别高效率地分选。
更详细地说，强磁性的粒子、物质用5000高斯就充分磁吸，而由强磁性粒子、物质和非磁性粒子、物质形成的金矿石等因含有强磁性粒子、物质的量不同磁力的强度不同，因此，磁吸于2万高斯或5万高斯或20万高斯的位置。另一方面，象砂金一样弱磁性的粒子、物质则磁吸于5万高斯或20万高斯的位置。如在含有砂金粒子的非磁性矿物的情况下，因磁力更小，故由20万高斯的位置磁吸。相反，在含有砂金粒子的强磁性矿物的情况下，即使5000高斯～2万高斯也可以磁吸。
如前所述，根据砂金等中的金粒子的状态不同，磁吸的位置不同，其比例也不同，但由于在同一砂金或同一矿山的金矿石的情况下，大体上矿金等的状态是一定的，所以可以事先进行选分试验，采用更高效率的选分方法。只要能够决定最适合于砂金等的粒子的状态的磁场强度就可以。当然可以采用如5000高斯、1万高斯、2万高斯及5万高斯这样的组合，也可以选定其他的磁场强度。
如果对可产生强度不同的磁场的各个电磁线圈，分别单独通电(产生磁场)、断电(消磁)，就可以利用清洗流体只取出磁吸于安装有该电磁线圈的部位的金属制圆筒内壁上的砂金等。因此，即可以从所述混合物中只分选含有砂金或金的弱磁性矿石，也可以从所述混合物中只分选含有金的强磁性矿石。即使在磁吸于安装有各电磁线圈的部位的金属制圆筒内壁上的量不同的情况下，通过单独通电、断电等操作，分别取出磁吸的物质，也不会对分离形成干扰。
所述混合物的送流可以由喷射水流或泵进行。为此将混合物的水分达到70％～90％可以容易地送流。
根据本发明，具有可以从连续送流的含有砂金等的砂类和水的混合物中，简单、高效地磁吸、分选砂金等的效果。
还具有下述效果含有砂金等的矿类和水的混合物的送流、砂金等的磁吸、分选、和清洗用的流体的送流、和磁吸、分选后的砂金等的取出等全部是全自动地完成。
附图的简要说明
图1为本发明第一实施例的方块图；图2为本发明第二实施例的方块图；图3为说明本发明的砂金等的采取船的侧面图；图4为表示砂金等的采取船的吸引管的设置状态的局部放大平面图；图5(a)为说明砂金等的采取船的吸引管的角度调节的放大侧面图；图5(b)为说明砂金等的采取船的吸引管的长度调节的放大侧面图；图6为表示用于使混合物的流速加速的喷射泵之一例的局部剖开说明图；图7为表示作为利用比重差的分选机构的选分盒之一例的局部剖开说明图；图8为表示基于离心分离的分选机构的实施例之一例的局部省略的放大断面图；图9为将图8所示的分选机构局部剖开的放大平面图；图10为说明本发明的其他砂金等的采取船的立体图；图11为说明图10所示的砂金等的采取船的吸引挖掘机构的前端的放大立体图；图12为表示本发明的砂金等的挖掘分选方法的实施例的方块图；图13为说明本发明的砂金等的挖掘分选系统的局部省略的挖掘断面图；图14为本发明的砂金等的挖掘分选系统的局部省略的平面图；图15为本发明的砂金等的挖掘分选系统中的流动速度加速机构的实施例的局部剖开放大图；图16为本发明的砂金等的挖掘分选系统中的利用比重差的分选机构的实施例的局部剖开放大图；图17为本发明的砂金等的挖掘分选系统中的捞砂管的实施例的下端部放大图；图18为本发明的利用磁场的砂金等的分选方法的实施例的方块图；图19为本发明的利用磁场的砂金等的分选系统的实施例的示意图。
(实施例1)参照图1说明本发明的实施例。
利用带有喷射泵的输送管输送(如以1～5米/秒的速度输送)自水底吸引、挖掘的或采取的含有砂金等的矿类和水的混合物。然后，在输送管的断面积扩大的部分(分离盒)利用比重差分选砂金类。例如，若为使输送管的断面积增加20％的分离盒，则以3米/秒输送来的砂类和水的混合物的流速在该断面积扩大的部分(分离盒)就变为2.4米/秒，所以流动中的混合物中的砂金等就沉降在该分离盒内。若将所述利用比重差分选砂金等的分离盒(管子的断面大的部位)串联于2处，则粒较大的砂金等(或粒状的砂金等)就沉降在最初的分离盒，粒较小的砂金等就沉降在第2个分离盒。将所述大、小粒的砂金等混合或将它们收集形成砂金制品。分选所述砂金等后剩下的混合物可使其再返回水中，埋填挖掘的水底。(实施例2)参照图2说明本发明的其他实施例。
利用带喷射泵的输送管输送自水底吸引、挖掘的、或采取的含有砂金等的砂类和水的混合物。然后将该混合物放入旋流器进行离心分离，使分选砂金等后的混合物再次返回水中，并将分选后的砂金等收集利用。根据本实施例的旋流器，利用比重差砂金等沿圆筒状外槽的内壁沉降，其他物质沉降在圆筒状外槽的中央附近。(实施例3)参照图3、4、5、6、7、8说明本发明的其他实施例。
将吸引管2的基部可移动地安装在船体1的一侧，所述吸引管2的前端自船体1突出，同时，软管3的一端连接在吸引管2的基部，软管3的另一端连接在喷射泵4上。喷射泵4设有向所述软管3和输送管5的连接处附近喷射加压气体的喷射孔6，加压气体由向气体盒7连接的气体管8供给(图6)。在所述输送管5的中途隔着规定的间隔串联配置有选分盒9、10(图3)，排出软管11连接在最后的选分盒10的排出侧，排出软管11从所述船体1的船尾向外侧突出。
在该实施例中，若将固定于吸引管2的基部的杆12利用对气缸13的加压气体的给排向箭头14或15的方向移动(图4)，则吸引管2也向同一方面移动，所以吸引管2的前端可配置成可吸引、挖掘与船体1的宽度大致同一宽度的砂类的层。有关吸引管2的前端的深度，通过例如，如图5(a)所示调节角度，或将吸引管2分为外管2a和内管2b，将外管2a滑动、伸长，可自河川底的砂类的上层至下层进行吸引挖掘。若将气缸16固定在所述管2b上，将外管2a固定在气缸16的杆17端，则通过将加压气体送入气缸16的基端侧，可使杆17向箭头18方向伸长，吸引挖掘自砂类层19的上层19a至下层19b的砂类。
将移动台21架设于船体1上的导轨20上，将吸引管2由轴23可回转地支承在移动台21的托架22上。若将气缸24的基端安装在所述移动台21上，将所述气缸24的杆25的前端安装在所述吸引管2上，则利用加压气体向所述气缸24的给排，可以使杆25向箭头26或27的方向移动，使吸引管2以轴23为中心向箭头28或29的方向回转。这样吸引管2可以变更角度或调节长度。
下面，在图6中若向喷射泵4的气管8供给加压气体，使加压气体从喷射孔6按箭头30喷射，则含有砂金等的砂类和水的混合物向同一方向加速以比如3米/秒的流速向箭头31的方向流动。然后，当到达选分盒9时，由于在该选分盒9的部分输送管5的断面积增大，所以所述混合物的流速降低。在此，所述混合物中含有的砂金等中粒较大的砂金等则不能和原来同样的速度流动，所以由于比重而如箭头32所示沉降(图7)。然后粒较小的砂金从到达选分盒10的混合物中沉降。
如前所述，砂金等大致上在选分盒9、10被分选。所述分选精度因砂金等的状态(外型、粒径等)和流速的变化情况等而不同，根据需要，可以增加选分盒或使流速大幅度变化。如前所述，停留于选分盒的砂金33可以通过打开开闭门34如箭头35所示向外界取出(图7)。(实施例4)参照图8、9的实施例说明本发明。
从切线方向且倾斜向下地将输送管37连接到圆筒状的外槽36的上部侧壁。在所述圆筒状的外槽36的下部与圆筒状的外槽36的内壁保持一定距离设有内槽38，在所述圆筒状的外槽36的下部连设漏斗状部39，在下端设置开闭盖40。在所述内槽38的下端连设漏斗状部41，在下端设置开闭盖42。
在该实施例中，若从输送管37按箭头43所示将含有砂金等的砂类和水的混合物加压喷入(比如秒速5m)，则混合物沿圆筒状的外槽36的内壁螺旋状旋转，因此混合物中比重重的粒子(砂金等)沿圆筒状的外槽36的内壁沉降、停留在漏斗状部39。而比重轻的粒子(砂金等以外的物质)如箭头44所示从较中心部沉降向漏斗状部41内停留，它们和水一起经排水管45按箭头46向外界排出。因此在圆筒状的外槽36进行的离心分离被顺畅且连续地实施。
所述开闭盖40、42可适当开放将沉降的砂金等取出。(实施例5)用图10、11的实施例说明本发明。
吸引管51的基部可回转地安装在船体50的船首侧的托架52上，同时和输送管53的一端连接，输送管53通过泵室54顺序和选分盒55、56、57连接，排出软管58连接在选分盒57上。
在所述吸引管51的前端侧，连设有挖掘刀49和后部有选分网48的吸引盒47。
在所述实施例中，若利用输送泵(或喷射泵)向箭头59所示的方向给输送管53内的水施加流动力，则砂类如箭头63所示从选分盒47被吸引，比选分网48的网眼大的块60如箭头61所示向网外落下。此时导向突条62给大块导向，所以不会留在网上。这样通过选分网48的砂类从吸引盒47如箭头63所示经吸引管51进入输送管53，然后，如箭头64所示，顺序通过各选分盒55、56、57从排出软管58如箭头65所示被排出。所述船体50可根据需要固定在水底，或在微速前进中不断进行吸引作业。
如前所述，经过输送管53的砂类和水的混合物利用比重的差异，在选分盒55、56、57如在实施例3用图7所说明那样地被分选，沉降在选分盒55、56、57的知多侧，堆积的砂金等即使不进行2次分离、3次分离，作为品质好的砂金等也可以被采取。(实施例6)参照图12、图13说明本发明的方法的实施例。吸引挖掘地中的砂层66，用捞砂管67将其提升到地表68，向沿该地表68敷设的输送管69输送。在该输送管69上附设有加速装置，该加速装置利用加压气体使含有砂金等的砂类和水的混合物的流动速动加速，可以使所述混合物以例如3米/秒移动。在所述输送管69上，按规定间隔串连连接有分选盒70、71，该分选盒70、71利用比重差分选砂金等。分选盒70、71不限于2个，根据流速变动量确定其设置个数，以能够高效率地利用比重差分选砂金等。分选盒70、71中的利用比重差进行的砂金等的分选可以如实施例3中用图7所说明地进行。
如前所述，若利用比重差分选可以分离成水和砂金等，如果需要也可以将砂按粒度分选。所述砂金等按一定量包装、贩卖，或运输到下一工序。(实施例7)参照图13、图14、图15、图16、图17说明本发明的系统的实施例。
从地表68向地中插入捞砂管67，用连接管73连结捞砂管67和敷设在地表上的输送管69。连结管73在其弯曲部附设加压气体盒74，将由压缩机76产生的加压气体经气管75向加压气体盒74供给，从喷嘴77将加压气体按箭头78所示喷入连结管73内，从而使输送管69内的含有砂金等的砂类和水的混合物的流动速度加速，使其按规定的速度(例如3米/秒)流动。在此当在输送管69内产生如图13中箭头78那样的流动时，经连结管73在捞砂管67也产生如箭头79所示的向上流动。当在所述输送管69内产生3米/秒的流动时，捞砂管67内也产生等速的流动，与所述流动量相当的含有砂金等的砂类和水的混合物被从捞砂管67的下端吸引挖掘。
在前述中，在捞砂管67的下端和水位80(图13)之间具有H的水压，所以，若将从水位80向下Xm之间的捞砂管67内的混合物排出，根据H水压和Xm之间的水压的差下方的混合物自动向该部补充，结果，捞砂状态继续、进行连续地吸引、挖掘。
在前述中，若含有砂金等的砂类的层受到强压，受到深度引起的水压以上的力，则不需要使用如前所述的由加压气体等进行的加速装置，即，即使不采用吸引捞砂管67的上端侧并减压、利用压力差自动地从捞砂管67的下侧向此处捞砂的结构，当向加压压缩的砂类的层打孔时也足以将砂类和水的混合物吹出，但是在本实施例中，没有水压头以外的记载。
在输送管69上以规定间隔串连连接有分离盒70、71、72。所述分离盒70、71、72内，由于形成比输送管69的断面积大的断面积，所以与该断面积成比例，在具有分离盒70、71、72的部分其流速降低，伴随着流速的降低，比重大的砂金等首先沉降，然后，可以按顺序从比重大的开始沉降、分选。所述流速和利用比重差进行的分选的关系与砂金等的形状、粒度等相关，所以实验求得的方法可以进一步提高分选效率。
通过分离盒70、71、72后也可以进一步使用其他的分选机构(例如离心分离、通常水簸)，但由于输送管的输送能力很大，因此如果为可以充分处理的设备，则仅用分离盒分选为好。
在本实施例中，在插入捞砂管时，当捞砂管的前端和粘土层或岩层接触时，如图17所示，当将喷嘴81向下固定于捞砂管67的前端，经耐压管82从所述喷嘴81喷出高压水时，可以容易地将粘土层83或岩层等破碎、穿孔，将捞砂管插入土中。(实施例8)参照图18说明本发明的实施例。向将挖掘砂金层得到的砂金等或金矿石破碎得到的破碎砂等加85％(重量)水形成混合物，用泵或用加压的流体(加压气体、加压水流喷射)给该混合物施加流动力，经送流泵向金属制的圆筒内送流(如以1米/秒的速度送流)。若将金属制圆筒的断面积设定为所述送流管的断面积的10倍，则金属制圆筒内的混合物的流速为10厘米/秒。在金属制圆筒的周围沿金属制圆筒内的所述混合物的流动方向顺序设置，产生5000高斯、2万高斯、5万高斯、20万高斯等不同强度的磁场的磁场发生机构(例如圆筒形线圈)。
使所述磁场发生机构工作，使产生磁场的金属制圆筒缓缓回转(每分5～10转)。这样，强磁性粒子或强磁性物质(例如Fe、Mn等)磁吸于与产生5000高斯磁场的位置对应的金属制圆筒内壁上，根据所述混合物中含有的砂金等或矿石的磁性的强度，砂金等或矿石分别磁吸与产生2万高斯、5万高斯、20万高斯的磁场的位置对应的金属制圆筒内壁上。
在前述中，在金属制圆筒内的砂金等的磁吸将要达到饱和状态之前，使磁场发生机构(例如圆筒形线圈)断电，进行消磁，然后将清洗用流体向所述金属制圆筒内加压送流(例如10kg/cm2加压送流)，则磁吸于所述金属制圆筒内壁上的砂金等和清洗用流体一起被取出至金属制圆筒外。
在前述中，若砂金等的磁吸仅在设置一个或两个圆筒形线圈的磁吸部，达到饱和(例如利用定时器预测并自动操作)，则可以仅使该部分的圆筒形线圈中止通电并消磁，取出磁吸的砂金等。
可如下自动调节，即使5000高斯的磁场达到饱和状态，也可以磁吸于2万高斯的磁场，当2万高斯的磁场达到饱和状态时，则磁吸于5万高斯的磁场等，所以除非经由金属制圆筒部分排出的混合物中不含有砂金等，磁吸力就发挥作用。
由砂金层等预先判明混入的砂金等的材料分布，通过预先进行分选试验，判别砂金等的含量和品质，所以可以预测磁吸物的饱和，将有定时器自动控制。
在前述中，当使混合物流动同时使磁场发生机构工作时，使金属制圆筒缓缓回转，但即使不使其回转，也可以使混合物中的砂金等磁吸于金属制圆筒内壁上并进行分选。
另外，使利用所述实施例1～7说明的方法、系统采取、分选的砂金等和水混合形成混合物，利用本实施例说明的方法进一步分选则可以更加高精度、高效率地分选砂金、金矿石。(实施例9)参照图19说明本发生的系统，向破碎砂金等或金矿时得到的粉碎物加入适量的水(例如85％(重量))形成混合物，利用泵85将该混合物从罐84向金属制圆筒87内输送。这种情况下，打开阀88、89、90、91，关闭阀92、93、94、95、105，则混合物按箭头97、98所示流入金属制圆筒87内。该金属制圆筒87为不锈钢制，外侧顺序设置有多组圆筒形线圈100、100a、100b、100c。所述圆筒形线圈100、100a、100b、100c越向混合物流动的下流磁力越强。例如圆筒形线圈100为500高斯，圆筒形线圈100a为2万高斯，圆筒形线圈100b为5万高斯，圆筒形线圈100c为20万高斯，圆筒形线圈100、100a、100b为大致同一宽度，圆筒形线圈100c为2倍以上的宽度。因此，较强磁性的砂金等(例如固定附着于铁粒子上的砂金粒子等)磁吸于产生5000高斯磁场的圆筒形线圈100所处的部分的金属制圆筒87内壁，弱磁性的砂金(砂金的粒或砂金粒子上固定附着有非磁性矿物的砂金等)磁吸于产生20万高斯磁场的圆筒形线圈100c的部分的金属制圆筒87内壁上。
在前述中，附设使金属制圆筒87、87a缓缓回转(每分5～10转)的机构，也可构成使所述混合物在金属制圆筒87、87a流动同时由圆筒形线圈100等产生磁场时，使金属制圆筒87、87a缓缓回转(每分5～10转)的结构。如果这样则可以将砂金等均等地磁吸于金属制圆筒87、87a的内周壁上。
如前所述，弱磁性的砂金、和强磁性矿物(例如铁)部分固定附着的砂金、和强磁性矿物部分固定附着的砂金等的任一种都磁吸于设置有圆筒形线圈100、100a、100b、100c的部分的金属制圆筒87内壁上，从混合物中分离。这样取走砂金等后乘下的混合物如箭头102、103、121所示经阀门89、90、91向排出罐104储留。当所述金属制圆筒87的内壁磁吸的砂金等达到饱和状态时，关闭阀门88、90(例如根据定时器的指示)，另一方面，打开阀门105、95，关闭阀门86、96、106时，混合物按箭头97、117、118所示进入金属制圆筒87a内，混合物中含有的砂金等被磁吸、分选后剩下的混合物经阀门95、91按箭头119、120、121所示向排出罐104储留。
此时若打开阀门94、92使泵107起动时，则清洗用的清水按箭头109、110、11、112所示被从水罐108压送(例如10kg/cm2)，将金属制圆筒87内的混合液反回罐84。
这样当混合液反回后，则关闭阀92，打开阀93，同时切断金属制圆筒87的所有圆筒形线圈100、100a、100b、100c的电流。这样，使金属制圆筒87所具有所有的圆筒形线圈消磁，在使砂金等的磁吸力消失后，由泵107压送清水，则磁吸于金属制圆筒87内壁的砂金等和清水一起按箭头110、11、113、114所示流动，向捕集罐115输送，这样使砂金等的磁吸分选和捕集的一个工序结束。
另一方面，若金属制圆筒87a的砂金等的磁吸达到饱和状态(由定时器得知。另外在该时刻，最好在金属制圆筒87侧磁吸的砂金等由清水清洗流动、向捕集罐115输送。)关闭阀门93、94、95、105，同时，打开阀门88、90与当初一样将混合液向金属制圆筒87输送，将砂金等磁吸于金属制圆筒87的内壁上，将剩下的混合液向排出罐104排出。
若打开阀门86、96使泵107起动，则清水如箭头109、116所示从水罐108向金属制圆筒87a内输送，然后，如箭头122、123、112所示使残留于金属制圆筒87a内的混合物返回罐84。这样，在金属制圆筒87a内的混合物被清洗后，关闭阀门86、打开阀门106使金属制圆筒87a的所有圆筒形线圈100、100a、100b、100c的电源切断时，则金属制圆筒87a被消磁，磁吸力消失，因此，被磁吸的砂金等和清水一起被送流，向捕集罐115积存。
由所述捕集的捕集罐115的混合物进行固液分离，仅取出砂金等进行适当包装。
在本实施例中，是同时用清洗用流体清除金属制圆筒87或87a中、磁吸于与设有各圆筒形线圈的部分对应的位置的金属制圆筒内壁上的砂金等，但也可以单独使各圆筒形线圈中的每一个消磁，单独取出磁吸于各圆筒形线圈的设置部位的砂金等。
例如，根据砂金层，在含有较多砂铁等其他强磁性粒子的情况下，由于，强磁性粒子磁吸于安装有产生5000高斯的磁场的圆筒形线圈100的位置的金属制圆筒87或87a的内壁上，弱磁性的砂金仅磁吸于安装有产生5万高斯或20万高斯的磁场的圆筒形线圈100b、100c的位置的金属制圆筒87或87a的内壁上，故只要仅使该产生5万高斯或20万高斯的磁场的圆筒形线圈100b、100c消磁，就可以仅捕集砂金，自动地将其与强磁性粒子分选。
另外，若在所述实施例1至7说明的方法、系统的最终工序之后，组合本实施例说明的系统，将由所述实施例1至7所述方法、系统采取、分选的砂金等和水混合，形成混合物，用本实施例说明的方法进一步分选，则可以更高精度、高效率地分选砂金、金矿石。
权利要求
1.一种砂金等的采取方法，其特征在于，吸引挖掘存在于水面下的含有砂金等的砂类的层，用将挖掘的砂类以所希望的速度输送、同时利用比重差分选砂金等的机构采取砂金等。
2.如权利要求1所述的砂金等的采取方法，其特征在于，利用比重差分选砂金等的机构为将含有砂金等的砂类和水的混合物在输送中改变其流速，使比重大的砂金等沉降、分选的机构。
3.如权利要求1所述的砂金等的采取方法，其特征在于，利用比重差分选砂金等的机构为向含有砂金等的砂类和水的混合物施加离心力使比重大的砂金等和其它的比重小的物质分选的机构。
4.如权利要求1所述的砂金等的采取方法，其特征在于，作为利用比重差分选砂金等的机构并用权利要求2所述的机构和权利要求3所述的机构。
5.一种砂金等的采取船，其特征在于，在船体上顺序连接有吸引挖掘机构、管线输送机构、利用比重差分选砂金等的机构和分选砂金等后剩余的砂类的排放机构。
6.如权利要求5所述的砂金等的采取船，其特征在于，吸引挖掘机构将吸引管的一端插入含有砂金等的砂类的层中，另一端连接在输送管上，该输送管具有加速机构，该加速机构用于使砂类和水的混合物的流动速度加速。
7.如权利要求5所述的砂金等的采取船，其特征在于，管线输送机构在输送管的内侧使加压流体的吹入喷嘴开口，使输送管内的砂类和水的混合物的输送速度加速。
8.如权利要求5所述的砂金等的采取船，其特征在于，所述的利用比重差分选砂金等的机构如下构成，将断面积比输送管的断面积大的分选盒连接在输送管的一部分上，利用在该分选盒内的流速下降使砂金等沉降。
9.如权利要求5所述的砂金等的采取船，其特征在于，所述的利用比重差分选砂金等的机构将离心分离机构介装在输送管的一部分上。
10.如权利要求9所述的砂金等的采取船，其特征在于，离心分离机构为将含有砂金等的砂类和水的混合物从切线方向加压吹入圆筒状的外槽壁，使其沿所述圆筒槽内壁螺旋状旋转，使所述混合物按比重差分布在内外的离心分离机。
11.如权利要求5所述的砂金等的采取船，其特征在于，所述的利用比重差分选砂金等的机构并用权利要求8所述的机构和权利要求9或10所述的机构。
12.一种砂金等的挖掘分选方法，其特征在于，将含有砂金等的砂类和水的混合物吸引并捞起到处理位置，利用喷射流体使其加速并在管体内流动，同时，在所述混合物的流动过程中，利用比重差分选砂金等。
13.一种砂金类的挖掘分选方法，其特征在于，将捞起含有砂金等的砂类和水的混合物的捞砂管插入到规定的深度，将所述捞砂管的下端插入含有砂金等的砂类层中，同时给所述捞砂管的上端施加吸引力，将含有砂金等的砂类和水的混合物捞起到地上，然后，在地上使该混合物横向移动，在该移动中改变所述混合物移动的流速，利用比重差选分砂金等。
14.一种砂金等的挖掘分选系统，其特征在于，在将地中的含有砂金等的砂类和水的混合物捞起的捞砂管的上端部、连接将使所述混合物沿地表水平方向移动的输送管的一端，同时在该输送管上设置使所述混合物的流动速度加速的加速机构，在所述输送管的前端侧串联连接多个利用比重差分选砂金等的机构。
15.如权利要求14所述的砂金等的挖掘分选系统，其特征在于，通过使所述捞砂管的上部内侧减压，使含有砂金等的砂类和水的混合物利用该减压自动从所述捞砂管内捞起，向捞起的所述混合物的前进方向喷加压流体，施加用于使所述混合物的流动速度加速的压力，同时，改变输送管的断面积，在该输送管的断面积变化的部位使所述混合物的流速改变，将所述混合物的流速改变到这样的速度使砂金等可以沉降在该部位。
16.如权利要求15所述的砂金挖掘分选系统，其特征在于，在砂金等沉降的位置连设收容砂金等用的漏斗部，在该漏斗部的下部设取出口，在该取出口安装开关盖。
17.一种砂金等的分选方法，其特征在于，使含有砂金等的砂类和水的混合物在磁场内输送、流动，利用磁力分选砂金等。
18.如权利要求17所述的砂金等的分选方法，其特征在于混合物含有70％～90％的水。
19.如权利要求17所述的砂金等的分选方法，其特征在于，磁场的强度为5000高斯-20万高斯。
20.一种砂金等的分选系统，其特征在于该系统连接有下述机构，混合含有砂金等的砂类和水形成混合物的混合机构，使该混合物在金属制圆筒内输送流动的送流机构，设置于该金属圆筒外侧的磁场发生机构，将清洗用流体向所述金属制圆筒内送流的送流机构，将分离砂金等后剩下的砂类和水的混合物输送流向排液槽的机构及将分选所得的砂金等和清洗用流体的混合物排出的机构。
21.如权利要求20所述的砂金等的分选系统，其特征在于将含有砂金等的砂类和水的混合物送流的送流机构为利用喷射流体的喷出的机构，清洗用流体的送流机构利用泵进行输送。
22.如权利要求21所述的砂金等的分送系统，其特征在于磁场发生机构将多个电磁线圈沿金属制圆筒内的含有砂金的砂类和水的混合物的流动方向顺序设置于金属制圆筒外周，所述多个电磁线圈可以产生不同大小的磁场，各电磁线圈可单独控制。
全文摘要
一种砂金等的分选方法及其系统,挖掘或利用水压差吸引挖掘滞存于河川等水底的含有砂金或金矿石的砂、砂砾等的层或地中深处的含有砂金或金矿石的砂、砂砾等的层,利用加压流体的作用使该挖掘或吸引挖掘的含有砂金或金矿石的砂、砂砾等和水的混合物沿水平方向流动,在流动中利用比重的差异分选砂金或金矿石。为实施上述方法的一种砂金等的采取船,它将下述机构组装在船上,吸引挖掘机构、混合物的输送机构、利用比重差分选砂金等的机构和排放分选砂金等后剩余的混合物的排放机构。一种砂金等的分选方法,使砂金、金矿石或金矿石的破碎物和水的混合物在金属制圆筒内流动,同时,用设置于该金属制圆筒外周的磁场发生机构产生磁场,将所述混合物中的砂金等磁吸在金属制圆筒内壁上,从而进行砂金等的分选。
文档编号E02F3/88GK1237223SQ9880123
公开日1999年12月1日 申请日期1998年8月26日 优先权日1997年8月26日
发明者松藤民辅, 关重承, 小嶋春夫 申请人:株式会社吉磐古