JPS6336299B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は選鉱装置に関し、より特定的には非磁
性材料の密度分離用の磁気流体式分離器に関す
る。

本発明はスクラツ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りガラス、
樹脂、磁器、その他非磁性物質を分離するエンジ
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ツプおよび廃棄非鉄金属
（廃車、廃棄航空機、テレビジヨン、ラジオ、電
気器具、家庭用器具、銅又はアルミニウム導線を
有する鉛被ケーブル等）の処理は、破片状のスク
ラツプ製品又は非磁性非鉄金属（銅、鉛、すず、
アルミニウム、亜鉛、モリブデン、真ちゆう、半
田等）の混合されたスクラツ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／m³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・10³Kg／m³以上の密度を有する銅、鉛、
すず、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り作用される磁性液体によ
つ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（準密度）を得るために「重
みづけられた」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準密度は次の関係式により
決定される。すなわち、 ρ＝ρ₁＋μ₀Ｍ・grad Ｈ／ｇ ここで、ρ₁は磁性液体の物理的密度、 μ₀は磁気定数4π・10^-7h／ｍ、 Ｍは分離領域における磁性液体の磁化、 grad Ｈ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
ことによつて分離器の分離領域における準密度の
値および分布を変化させることが可能であり、準
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「重みづ
けられた」磁性液体により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3483969号、Int.Cl.BO3C、１／01、
BO3C、13／01、1967年発行）。この装置は、磁
極片を備えた密閉形電磁装置と、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
の一部に供給シユートが設けられ、分離された留
分を集める手段が該室上に配置される。集収器内
に設けられる垂直な仕切り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、シユ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
ユ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
供給シユートを経て室内の狭い一部分に供給され
る。強磁性液体の準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収器内の
垂直方向の仕切りの間に供給される多数の留分に
分割される。仕切り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。従つて、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準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
証、第671848号、Cl、BO3C、３／02、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、非磁性材料により組
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
に沿つ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
り満され原料は実質的に室に供給される。強磁性
液体の準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り、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、より軽
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。

このような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。従つて、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671847号、Cl、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、
指数関数曲線に沿つて円を描く下部、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、室は所望の電流が励磁巻線
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り運び去られ、一
方、軽い留分は強磁性液体の表面から取り去られ
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。従つて、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
る複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
分を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関する磁極片の
間の角度を変えるように他方の部分に対して回転
し得る方法によつて取付けられる。

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り、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
あり、これによつ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
の能力は増大し原料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な凸状であ
り、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
表面を利用するこ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を連
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調整を
最小の時間及び労力にて行うことが可能である。

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
より構成される。部分２はバーにより構成され凹
状の円筒状表面を有する。部分３もまたバーによ
り構成され、補磁極間隙に面する側の表面は双曲
線状をなしかつ凸状の円筒状表面を表する。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材料即ち、
銅、アルミニウム、アクリル樹脂、その他から組
立てられた室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１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
に固定されたスタツド９およびナツト１０により
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の通路に沿つて設けられる。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１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5KWを有する鉄分離器の電磁的装置
はこの目的にとつて適切である。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つて
110V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100Åの強磁性
物質のコロイド溶液の強磁性液体により充填され
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ユ
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
られた仕切りを備えた集収器であつて該仕切りに
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りの間の集収器
に集めれらる。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。これは、
ナツト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り行われる。新しい位置関
係が定まるとナツト１０により固定する。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。密度上種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。従つて、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
て適切な位置にラグ６を設定することによつて得
られ、この場合、予想測定により得られた統計的
データが活用される。

試験を行つた結果、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
ツプの混合物又は非鉄金属の小破片状スクラツプ
であつ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有
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0.28
〜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
合物における閉じた密度値を有する原料を分離す
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３の回転を調整する手段は構造的に簡素化
され部分３を部分２に調整する時間を減ずる。

従つて、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
体の所望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
によつて得られる。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つて僅かな
制限内にて分離領域の高さ上に再分布される。

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に関して僅かに部分３を回転すると磁極片１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
出した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１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は水平面より以
上に平面に配置され平行に代つて拡散する。補磁
極間隙に面する磁極片１の部分３の表面は双曲線
である必要はない。部分３の円筒状表面は凹状で
あり、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
関する磁極片１の間の角度の変化が可能な従来の
方法を使用することが可能なことは当業者にとつ
て明らかである。

材料を分離するための磁気流体式分離器の室は
強磁性液体で充填されるばかりか他の磁性液体、
常磁性液体、第一鉄塩溶液、希土類溶液によつて
も充填し得る。

【図面の簡単な説明】

第１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……磁極片、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……スタツ
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つて、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により
   構成され、補磁極間隙に近接する一方の部分３は
   磁極片１の断面領域間に関する角度を変えるよう
   に他方の部分２に関して回転し得る方法にて取付
   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り、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。