JPS6025557A - 磁気流体式分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は選鉱装置に関し、よシ特定的には非磁性材料の
密度分離用の磁気流体成分ｌ１ｌＩ器に関する。

本発明はスクラップ非磁性非鉄金属の分離、および非鉄
金属鉱石の選鉱に非常に有効である。

さらに、本発明は例えば廃棄物中よシガラス、樹脂、磁
器、その他非磁性物知、を分離するエンジニアリング分
野においても有効に使用される。

従来技術 種々の形の混合スクラップおよび廃棄非鉄金属（廃車、
廃棄航空機、テレビジョン、ラジオ、電気器具、家庭用
器具、銅又はアルミニウム導糺を有する鉛被ケーブル等
）の処理は、破片状のスクラップ製品又は非磁性非鉄金
属（銅、鉛、ずず、アルミニウム、亜鉛、モリブデン、
真ちゅう、半田等）の混合されたスクラップの混合物か
ら所望の金属を得るために分離することにある。

従来の密度選鉱の方法は最大４・１０３Ｋｇ／ｍ”の密
度を有する材料の分離に効果的である。この方法では４
・ｌ　Ｑ　”Ｋ１７ｍ”以上の密度を有する銅、鉛、す
す、亜鉛その他の金属を分離するためには不適当である
。

定常不均一磁界によシ作用される磁性液体によりて材料
を分離する密度分離の方法はすでに知られている。磁性
液体中に置かれた非磁性材料は付加的な体積力による作
用を受ける。この場合、磁性液体は所望の密度（単密度
）を得るために「重＠）゛竹ｈ４」液体と見做すことが
できる。

分離器の不均一磁界中における垂直磁気強度勾配を備え
た°磁性液体の単密度は次の関係式によシ決定される。

すなわち、 Ｈ−ｇｒａｄ　Ｈ ρ＝ρ１十μＯ ここで、ρ、は磁性液体の物理的密度、μ。は磁気定数
４π・ＩＱ−’ｈ／ｍ。

Ｍは分離領域における磁性液体の磁化、ｇｒａｄｉは分
離領域における磁気強度勾配、および ｇは自由落下加速度、である。

磁性液体の磁界強度および磁気的特性を変えることによ
って分離器の分離領域における単密度の値および分布を
変化させることが可能であり、単密度は該磁性液体の磁
気強度および磁気的特性に依存し、一方その分布は磁気
強度勾配により決定される。

非磁性材料の密度分離が磁界を有する「重性テけかた」
磁性液体によシ行われるような分離器は磁気流体式装置
と称される。

従来、強磁性液体中にて非磁性材料の密度分離を行う磁
気流体式分離器はすでに知られている（米国特許第３，
４８３，９６９号、Ｉｎｔ、ＣＪ、　ＢＯ３Ｃ。

１１０ｆ、ＢＯ３Ｃ，１３１０１，１９６７年発行）。

この装置は、磁極片を備えた密閉彪電磁装置と、該磁極
片の間の空隙に配置された底部の無い室を具備する　該
室の一部に供給シーートが設けられ、分離された留分を
集める手段が該室上に配置される。集取器内に設けられ
る垂直な仕切シは下側から室に入る。互に面する磁極片
の表面は頂部から底部に増加する垂直方向の磁気強度勾
配を設定するために垂直な面に対して傾斜し、シュート
の方向へ増加する水平方向の磁気強度勾配を設定するた
めに供給シュートから水平な面に拡散する。電磁的装置
が導通した後に、室は強磁性液体で満される。原料は供
給シーートを経て室内の狭い一部分に供給される。強磁
性液体の単密度は室内における強磁性液体層の厚さと共
に垂直面にて増加し補磁極間隙の狭い部分からの距離が
増加するように水平面において減少する。室内において
は原料は集取器内の垂直方向の仕切シの間に供給される
多数の留分に分割される。仕切シの間の分離された留分
の密度は原料供給領域からの距離が増大するように減少
する。

上述した分離器の欠点は磁気強度勾配が分離領域におい
て垂直および水平面において変化しないことである。従
って、同じか又は他の原料の留分構成が磁極片の形状に
適合する密度と異なるものを分離する必要性が生じたと
きに、室内において含まれる強磁性液体の単密度を再分
布することは不可能である。

また、他の磁気流体式分離器（ソ連邦発明者領、第６７
１，８４８号、ＣＡ、　ＢＯ３Ｃ，３１０２，１９７７
年発行）は、水平面内に階段状に配置された双曲線状磁
極片を備えた電磁的装置、非磁性側斜により組立られ磁
極片の間に配置される底部の無い室、および供給、送出
手段を具備する。供給手段は補磁極間隙の狭い部分に設
けられ、磁極間の距離は室に沿って供給領域から階段状
に増加する。分離器の電磁的装置が導通すると、室は強
磁性液体によシ満され原料は実質的に室に供給される。

強磁性液体の単密度が補磁極間隙の狭い部分から広い部
分に段階的に減少する限シ、室内の原料は多数・の留分
に分割される。最も重い留分が供給領域に続く分離領域
の初めにおいて得られ、一方、よシ軽い留分は小片の密
度が減少するように引続く分離領域において分離される
。

このようガ分離器の欠点は室内の磁気強度勾配が磁極片
の各段階において変化しないことである。

従って、同じ又は他の原料の留分構成が分離器の具備す
る磁極片の種々の段階での形状に適合するものと密度に
おいて異なるものを分離する必要性が生じたときに、室
内において含まれる強磁性液体の準密度を再分布する手
段を持たない。

さらに、他の非鉄金属鉱石および非磁性材料の選鉱に用
いる磁気流体式分離器が知られている（ソ連邦発明者証
、第６７１，８４７号、（Ｊ　、　ＢＯ３Ｃ。

１／３０，１９７７年発行）。この装置は、互に平行に
配置された双曲線状磁極片を備えた電磁的装置、指数関
数曲線に沿って円を描く下部、分離できる底部を有し磁
極片の間に配置される室、および室の下方に配置される
移送手段を具備する。電磁石の非付勢巻線と共に、室は
所以の電流が励磁巻線に与えられると強磁性液体で満さ
れ、強磁性液体は磁極片の間の室に保持される。次に室
の底部は除去され原料が室内に供給される。強磁性液体
層を通る重い留分は移送手段によシ運び去られ、一方、
軽い留分は強磁性液体の表面から取シ夫られる。

上述した分離器の欠点は室内の磁気強度勾配は変らない
ことである。従って、この分離器は同じ又は他の原料の
留分構成が磁極片の双曲線形状に適合するものと異なる
ものを分離する必要性が生じたときに、分離領域におけ
る強磁性液体の準密度を再分布する手段を持たない。

発明の目的 本発明の目的は従来技術についての上述した欠点を除去
することにある。

本発明は、原料の特殊な留分構成に適合するように分離
領域において磁性液体を再分布することが可能な新規な
構造を有する磁気流体式分離器を提供することにある。

本発明は、互に関して所定の角度にて設定される枚数の
磁極片を備えた電磁的装置、磁性液体を保持するように
設けられた室、および該室内に原料を供給しその補磁極
間隙内に配置された分離留分な送出する手段を具備する
磁気流体式分離器を提供し、本発明によれば、少なくと
も１つの磁極片が２つの部分から構成され、補磁極間隙
に近接する一方の部分がその断面領域にＩ？）ｉ’、’
磁極片の間の角度を変えるように他方の部分に対して回
転し得る方法によって取付けられる。

本発明による分離器は分離領域において磁気強度勾配を
変えることが可能であシ、かつ室内において磁性液体の
準密度を再分布することも可能でアシ、これによって材
料の密度についての留分構成を変え得る分離が可能であ
る。さらに、分離器の能力は増大しＬｌｌはより効果的
に分離される。

本発明の好適な実施例では、磁極片の２つの部分はこれ
らの結合する部分において平行な円筒状表面を有し、一
方の部分の円筒状表面は凸状であシ、他方の部分は凹状
である。、 このように磁極片の結合の部分において円筒状表面を利
用するととは最小間隙を得ることが可能であり分離器の
補磁極における磁気強度勾配な連続的に調整することが
可能である。

本発明による分離器は補磁極間隙に近接する磁極片の一
方の部分の回転を他方の部分に関して調整する手段を包
含する。

該手段は分離器における磁気強度勾配のＲ１１Ｎ　Ｊ＞
を最小の時間及び労力にて行うことが可能であるー。

実施例 第１図において、本発明による磁気流体式分離器は磁極
片１を備えた電磁的装置を具備する。

少なくとも１つの磁極片は２つの部分２および３によ多
構成される。部分２はバーによ多構成され凹状の円筒状
表面を有する。部分３もまたバーによ多構成され、補磁
極間隙に面する側９表面は双曲線状をなしかつ凸状の円
筒状表面を有する。部分２および３の凸状および凹状表
面は相互に結合される。磁極片の間には適切な非磁性側
斜即ち、銅、アルミニウム、アクリル樹脂、その他から
組立てられ九室４が設けられ、磁性液体により満される
。部分３の端部壁面には部分２に対して部分３の回転を
調整する手段を取付ける。該手段は磁極片ｌの部分３に
固定されるプレート５　（第２図）を具備する。プレー
ト５はラグ６、弓形溝７およびハンドル８を有する。プ
レート５は部分２に固定されたスタッド９およびナツト
１０によシ弓形溝７にて部分２に結合される。目盛１１
は部分２上にラグ６の通路に沿りて設けられる。プレー
ト５は適切な非磁性材料（例えば、銅又はステンレス鋼
）にて組立てられ、一方、磁極片ｌの部分２および３は
鋼の如き強磁性材料にて作られる。

本発明による分離器は原料を供給し得られた留分を送出
するための従来の手段を包含する（図示せず）。

本発明による分離器の電磁的装置は励磁巻線（図示せず
）を備えたＣ形鋳造クランプである。

例えば出力５謀′を有する鉄分離器の電磁的装置はこの
目的にとって適切である。磁極片１は選択された電磁的
装置に適合するように個々に組立てられる。

本発明による磁気流体式分離器は次のように動作する。

電磁的装置の励磁巻線には巻線接続に従って１ｉｏｖ又
は２２０ｖが印加される。

電磁的装置が導通すると、所望の電流が励磁巻線に流れ
、室４は、安定材としてオレイン酸を用いた灯油にて粒
子サイズ８０ないし１００Ｘの強磁性物質のコロイド溶
液の強磁性液体によシ充填される。磁極片１の部分２は
その中央に調整個所があるので部分３に対していずれの
方向にも回転することができる。原料は従来の装置例え
ば供給シュートを使用して室４に供給される。得られた
留分もまた従来の装置、すなわち、室４の下方に設けら
れた仕切シを備えた集収器であって該仕切シには強磁性
液体が入るもの、により除去される。

分離された原料の種々の留分は仕切シの間の集収器に集
められる。分離留分の近似分析は最適な分離結果が得ら
れるように部分２に関して磁極片１の最適位置を選択す
ることを可能にする１、これは、ナラ）１０を緩めハン
ドル１０を操作して部分３を回転させることによシ行わ
れる。新しい位置関係が定まるとナラ）１０によシ固定
する。最適位置における目盛１１とラグ６との関係に注
意する必要がある。密度上程々の留分構成を有する原料
の扱いにもとづいて、部分２に関する部分３の位置は再
調整される。従って、室４に含まれる強磁性液体の準密
度は所定の原料について最良の分離結果を達成するため
に再分布される。目盛１１についてのラグ６の新しい位
置は重要である。密度上所定の原料の留分構成の分布に
関する必要なデータを有することは、最も適切な結果が
部分２に対する部分３の再位置決めおよび目盛１１に対
して適切刃位置にラグ６を設定することによって得られ
、この場合、予備測定によシ得られた統計的データが活
用される。

試験を行りた結果、本発明による磁気流体式分離器は従
来技術に比べて次のような利点があることが判明した。

分離された留分の相互汚染は、非鉄金属スクラップの混
合物又は非鉄金属の小破片状スクラップであって同じよ
うな密度のもの、即ち、アルミニウム・亜鉛、アルミニ
ウム・マグネシウム、アルミニウム・銅・錫の合金、こ
の場合、各々の混合（密度留分組成）における組成比は
広範囲に変わる、の分離において１，５〜１．７％（従
来は２．５〜２．８％）に減じられる。

重い留分中において、原料のアルミニウム含イ１量は０
．１６〜０．２０％（従来は０．４〜０．６５％〕に減
じられ、一方、原料の重い留分中における銅の含有量は
従来の分離器が０．８〜１．０％であるのに対し０．２
８〜０．４５％に減じられ、これは例えばアルミニウム
と鉛、銅と鉛、銅とアルミニウムのような非鉄金属の混
合物の分離における結果である。

本発明による分離器を使用することは所定の混合物にお
ける閉じだ密Ｉｆ４ｇを冶する原料を分離することがで
き、しかも原料混合物の多数の留分を分離する必要性が
生ずる。

部分３０回転を調整する手段は構造的にＮ３素化され部
分３を部分２に調塾する時間を減する。

従って、本発明による分離器は原料の密度範囲を広くし
ても分離が可能である。室内の強磁性液体の所屋の準密
度は分離器の励磁巻線を流れる電流の変化又は強磁性液
体の磁気特性を変えることによって得られる。得られた
準密度は、部分２に関する部分３の位置を変えることに
よって僅かな制限内にて分離領域の高さ上に圓分布され
る、。

本発明の分離器において、部分２の凸状同筒状表面の半
径は磁極片の高さの半分に等しい。部分２に関して僅か
（で部分３を回転すると磁極片ｌの補磁極間隙が変化す
る。相対する部分２と部分３の間の補磁極の変化を除く
ために、明らかに円筒状表面の中心は、補磁極間隙に面
する部分３の突出しだ双曲線状表面の先端において位置
すべきである。

互に平行な円筒状表面を有する磁極片ｌの回転可能な部
分２および部分３を使用することは磁気流体式分離器の
他の実施例においても可能である。

磁極片１の回転可能な部分３は水平面よシ以上に平面に
配置され平行に代って拡散する。補磁極間隙に面する磁
極片１の部分３の表面は双曲線である必要は碌い。部分
３０円筒状表面は凹状であシ、一方、部分２の円筒状表
面は凹状である。

部分２に対する部分３の回転はその断面領域に【Ａも磁
極片ｌの間の角度の変化が可能か従来の方法を使用する
ことが可能なことは当業者にとって明らかである。

材料を分離するだめの磁気流体式分離器の室は強磁性液
体で充填されるはかシか他の磁性液体、常磁性液体、第
一鉄塩溶液、希土シ：〔１溶液によっても充填し得る。

【図面の簡単な説明】

第」図は本発明による磁気流体式分離器の斜視図、およ
び 第２図は第１図に示す磁気流体式分離器の端部側面に設
けられた角度調整手段を示す図、である。 （符号の説明） １・・・′ｇｉ極片、　２．３・・・磁極片の部分、４
・・・室、　５・・・プレート、 ６・・・ラグ、　７・・・溝、 ８・・・ハンドル、　９・・・スタッド、１０・・・ナ
ツト、　１１・・・目盛。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気流体式分離器であって、該分離器が、互に所定
   の角度にて設定される複数の磁極片（１）を備えた電磁
   的装置、磁性液体を保持するように設計された室（４）
   、および該室（４）内に原料を供給しかつ該磁極片の補
   磁極間隙に設けられる分離された留分を送出する手段を
   具備するものにおいて、少なくとも１つの磁極片（１）
   が２つの部分（２、３）によシ楊成され、補磁極間隙に
   近接する一方の部分（３）は磁極片（１）の断面領１ 域間比角度を変えるように他方の部分（２）に関して回
   転し祠る方法にて取付けられることを特徴とする磁気流
   体式分離器。 ２、磁極片（１）の両方の部分（２、３）がその結合の
   点において平行な円筒状表面を有し、一方の部分（３）
   の円筒状表面が凸状であシ、一方、他方の部分（２）の
   円筒状表面が凹状である、特許請求の範囲第１項記載の
   磁気流体式分離器。 ３、該磁気流体式分離器は磁極片（１）の他方の部分（
   ２）に関して補磁極間隙に近接する一方の部分（３）の
   回転を調整する特許請求の範囲第１項および第２項に記
   載の磁気流体式分離器っ