CN103370137A

CN103370137A - 磁选装置

Info

Publication number: CN103370137A
Application number: CN2012800081224A
Authority: CN
Inventors: 深谷太郎; 山崎厚; 山梨伊知郎; 早见德介; 木内智明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: CN103370137B; JP2012187538A; JP5361926B2; WO2012124460A1

Abstract

本发明所涉及的磁选装置具有：多个磁选柱，直列配置有多个磁选柱，该磁选柱具有中空部成为被处理水的流路的非磁性的筒体以及以相对于被处理水的流正交的方式配置于上述筒体内的由磁性体构成的多个过滤器；以及磁场施加装置，以能够滑动的方式设置于上述多个磁选柱的外侧，具有与一部分的磁选柱对应的尺寸，对一部分的磁选柱施加磁场。

Description

磁选装置

技术领域

本发明的实施方式涉及磁选装置。

背景技术

在进行金属加工的工厂、炼铁厂排出的废液中含有铁粉等的磁性粒子。为了从这样的废液中分离磁性粒子而使用利用磁铁的磁选装置。

例如，已知有具有供包含磁性粒子的废液通过的配管、配置于配管内的由磁性体构成的填充材料、以及配置于配管的外周且对填充材料施加磁场的磁铁的磁选装置。在这样的磁选装置中，在废液通过配管时，利用配置于配管的外周的磁铁对填充材料施加磁场，利用填充材料捕获磁性粒子而从废液分离磁性粒子。作为填充材料的形态存在网眼状、纤维状、粒子状等。按照粒子状、纤维状、网眼状的顺序，这些填充材料的表面积变大，从捕获磁性粒子的效率的观点来看变得有利。另一方面，网眼状的填充材料的网眼细小，从而无法增大清洗水的流速，难以清洗所捕获到的磁性粒子。

此外，为了连续进行磁选而使用多个柱。例如，已知有分别对填充有磁性体的两个柱交替施加磁场、交替进行磁选和清洗的技术。

但是，在现有的磁选装置中，并不能够在清洗时良好地分离磁性粒子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-141018号公报

发明内容

本发明要解决的课题在于提供一种磁选装置，能够进行连续的磁选，且在清洗时易于分离磁性粒子。

实施方式所涉及的磁选装置具有：多个磁选柱，直列配置有多个磁选柱，该磁选柱具有中空部成为被处理水的流路的非磁性的筒体以及以相对于被处理水的流正交的方式配置于上述筒体内的由磁性体构成的多个过滤器；以及磁场施加装置，以能够滑动的方式设置于上述多个磁选柱的外侧，具有与一部分的磁选柱对应的尺寸，对一部分的磁选柱施加磁场。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的磁选装置的局部截面的主视图以及侧视图。

图2是实施方式所涉及的磁选装置的磁场施加装置的立体图。

图3是示出实施方式所涉及的磁选装置的磁选柱的截面图。

图4是实施方式所涉及的磁选装置的磁选柱的筒体的横截面图。

图5是示出实施方式所涉及的磁选装置的磁选柱的环状支承体的一部分的截面图。

图6是示出实施方式所涉及的磁选装置的磁选柱的过滤器的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式所涉及的磁选装置进行说明。

图1（a）是示出实施方式所涉及的磁选装置的局部截面的主视图，图1（b）是侧视图。在图1（a）中示出沿着图1（b）的A-A’线剖切而得到的截面。如图1（a）以及（b）所示，第一以及第二磁选柱10a、10b以位于铅垂方向的同一直线上的方式固定于在沿铅垂方向立起设置的柱支承台1上，且直列配置。如图1（b）的侧视图所示，在柱支承台1的后方沿铅垂方向立起设置有磁场施加装置支承台2。磁场施加装置20以在所述第一以及第二磁选柱10a、10b的外侧沿着磁场施加装置支承台2滑动的方式安装于磁场施加装置支承台2。磁场施加装置20具有与一个磁选柱对应的尺寸，当位于一个磁选柱的外侧时，对该磁选柱施加磁场。设置有磁场遮断罩30，该磁场遮断罩30包围磁场施加装置20沿着磁场施加装置支承台2滑动的区域，遮断从磁场施加装置20产生的磁场。磁场遮断罩30只要是能够遮断从该磁场施加装置20产生的磁场的磁性体，其材质就没有特别限定，例如能够举出铁板等。

如后面详细说明的那样，在图1的磁选装置中，利用第一磁选柱10a和第二磁选柱10b交替进行从被处理水分离磁性粒子的操作。此时，存在磁场施加装置20的一侧的磁选柱用于磁选，不存在磁场施加装置的位置处的磁选柱实施过滤器的清洗（反洗）。

另外，在图1中示出磁选柱2为两根的例子，但也可以在同一线上直列配置三根以上的磁选柱。此外，当在同一轴线上直列配置四根以上的磁选柱的情况下，磁场施加装置20也可以具有与两根磁选柱对应的尺寸。这样，只要磁场施加装置20具有与多根磁选柱中的一部分磁选柱对应的尺寸即可。

图2示出磁场施加装置的立体图。如图2所示，磁场施加装置20具有：框状的磁轭21，该磁轭21具有三个面且一个面敞开；第一以及第二磁铁22a、22b，分别安装于磁轭21的对置的两个内表面上且具有互不相同的极性（N极以及S极）。利用第一以及第二磁铁22a、22b及磁轭21形成磁场。当磁场施加装置20沿着磁场施加装置支承台2滑动、第一以及第二磁铁22a、22b位于一根磁选柱的外侧时，该磁选柱被置于由第一以及第二磁铁22a、22b形成的磁场空间内，对该磁选柱施加磁场。第一以及第二磁铁22a、22b可以是永磁铁也可以是电磁铁。

图3示出一根磁选柱的截面图。如图3所示，一根磁选柱的主体由非磁性体的筒体11形成，该磁选柱的中空部成为被处理水的流路。由于筒体11由非磁性体形成，所以不会受到从磁场施加装置20施加的磁场的影响。在筒体11的下端安装有盖体12a，在筒体11的上端安装有盖体12b。在本实施方式中，在筒体11下端的盖体12a上连接有被处理水的导入口13a，在筒体11上端的盖体12b上连接有处理水的排出口13b。在筒体11内的中空部以相对于被处理水的流正交的方式配置有由磁性体形成的多层过滤器14。这些多层过滤器14被夹在非磁性的两个环状支承体15之间。在图3中，在筒体11内的四个部位固定有环状支承体15，在由相邻的两个环状支承体15形成的三个区域配置有由多层过滤器14的层叠体形成的三个过滤层。

图4示出磁选柱的筒体11的横截面图。如图4所示，本实施方式中的筒体11内的流路的横截面形成为对矩形（在该情况下为正方形）的角部进行了倒角的形状。流路的被倒角的角部的曲率半径R设计成例如5mm左右。

图5是示出环状支承体15的一部分的截面图。虽然没有图示出环状支承体15的俯视图，但环状支承体15的外周形成为与筒体11的流路的内周大致相同地对矩形的角部进行了倒角的形状。环状支承体15的被倒角的角部的曲率半径R也被设计成5mm左右。如图5所示，在环状支承体15的面向筒体11的内表面的外周面上形成有槽部16，该环状支承体15在该槽部16中装配有O形环17的状态下固定于筒体11内。环状支承体15由非磁性体形成，不会受到从磁场施加装置20施加的磁场的影响。

图6是示出过滤器14的俯视图。如图6所示，本实施方式中的过滤器14由金属网构成，该金属网具有与筒体11的流路的横截面大致相同地对矩形的角部进行了倒角的形状，但形成为相比筒体11的流路的横截面小例如0.2mm左右。过滤器14的被倒角的角部的曲率半径R也被设计成5mm左右。

过滤器14由磁性体形成，借助从磁场施加装置20施加的磁场而带有磁性。过滤器14的材料并无特别限定，但优选耐腐蚀性优异的强磁性体亦即铁素体类不锈钢、马氏体类不锈钢等。此外，过滤器14优选为弹性体，例如通过平纹组织、斜纹组织等编制成的金属网其自身作为弹性体发挥作用。如果过滤器14是弹性体，则在后述的反洗时提高所捕获的磁性粒子的除去效率方面是有利的。

在图3所示的例子中，在筒体11内的流路中按照环状支承体15-多层过滤器14-环状支承体15-多层过滤器14-环状支承体15-多层过滤器14-环状支承体15的顺序设置。在图3所示的磁选柱的情况下，在将环状支承体15以及多层过滤器14设置于筒体11内之后，利用密封部件、螺钉等将盖体12a、12b固定于筒体11。

对使用本实施方式的磁选装置从被处理水分离磁性粒子的方法进行说明。首先，利用磁场施加装置20对第一磁选柱10a施加磁场。结果，由磁性体构成的过滤器14被磁化。在该状态下，从导入口13a朝磁选柱10a内导入被处理水。被导入磁选柱10a内的被处理水通过配置于筒体11的流路中的多层过滤器14。此时，利用过滤器14捕获被处理水中的磁性粒子。将像这样被除去磁性粒子的处理水从排出口13b排出。

在磁选柱10a中，当由过滤器14捕获的磁性粒子的量增加时，变得难以捕获新流入的磁性粒子。当在磁选柱10a中磁性粒子的捕获量降低而处理水的水质恶化时，中止利用磁场施加装置20朝磁选柱10a施加磁场。

接着，使磁场施加装置20与第一磁选柱10a平行地朝下方滑动，使该磁场施加装置20位于直列配置在与第一磁选柱10a同一直线上的第二磁选柱10b的外侧，对第二磁选柱10b施加磁场，将被处理水的导入路径从第一磁选柱10a切换成第二磁选柱10b。在该状态下，与上述对第一磁选柱10a进行的说明同样，在第二磁选柱10b中从被处理水分离磁性粒子。

当如上述那样使磁场施加装置20与第一磁选柱10a平行地朝下方滑动时，第一磁选柱10a内的过滤器14沿着磁场的移动方向被压缩。此时，对堆积于过滤器14上的磁性粒子施加剪切力，使得磁性粒子变得容易从过滤器14分离。此外，当磁场施加装置20从第一磁选柱10a分离而压缩被释放时，作为弹性体的过滤器14意欲返回到原来的位置。然后，与磁场施加装置20的移动中相同，当过滤器14意欲复原时，也对堆积于过滤器14上的磁性粒子作用剪切力。

设置于多层过滤器14与多层过滤器14之间的带有O形环17的环状支承体15在活用过滤器14的弹性力方面发挥有利的作用。此处，当使配置于一个区域的过滤器14的层数适当时，能够有效地活用基于弹性的复原。此外，O形环17自身具有熵弹性，与过滤器14相比容易变形，因此，能够使施加于过滤器14的压缩力适当，能够防止因过度的压缩力而引起的过滤器14的塑性变形。

在磁场施加装置20从第一磁选柱10a的位置离开之后，以从排出口13b供给反洗水、从导入口13a将磁性粒子朝磁性粒子回收槽排出的方式变更路径，进行所谓的反洗。此时已经利用上述的剪切力的作用使磁性粒子容易从过滤器14上分离，因此，能够利用反洗容易地除去磁性粒子，清洗效率提高。

当第一磁选柱10a的反洗结束时，使磁场施加装置20再次朝第一磁选柱10a的外侧滑动来进行磁选。另一方面，对第二磁选柱10b实施反洗。这样能够连续地进行从被处理水分离磁性粒子。

在实施方式所涉及的磁选装置的磁选柱中，在多层过滤器14与多层过滤器14之间配置有嵌入作为密闭部件的O形环17的环状支承体15，因此，能够防止被处理水通过筒体11的内壁与过滤器14的周缘部之间的间隙。因此，能够防止磁性粒子混入处理水。

此处，通过被处理水的过滤器14的层数越多则越能够捕获大量的磁性粒子，因此，处理水的水质提高。此外，所使用的带O形环17的环状支承体15的数量越多，则越能够防止被处理水的泄漏从而防止磁性粒子混入处理水，但能够配置在筒体11内的过滤器15的层数受到环状支承体15的配置所需要的宽度量的限制。因此，考虑利用过滤器14从被处理水分离磁性粒子的分离性能与基于O形环17的不透水性，决定在磁选柱10a内使用的过滤器14的层数和带O形环17的环状支承体15的数量。

将筒体11的截面形成为矩形是因为：形成为矩形与形成为圆形相比，即使在利用相同磁铁的情况下，也能够将截面积增大1/4左右，并且强磁场空间所包含的范围也变广，从而能够增加磁性粒子的捕获量。即，接近第一以及第二磁铁22a、22b的空间成为磁场强度强的强磁场空间，接近磁轭21的空间或不与磁铁接触的空间成为磁场强度弱的弱磁场空间。形成为圆形的情况与形成为矩形的情况相比，不仅截面积变小，而且弱磁场空间所包含的空间也变少，但强磁场空间所包含的范围也变小。因而，通过利用矩形的筒体11，能够利用宽广的强磁场空间而有效地捕获磁性粒子。

如已经说明的那样，优选磁选柱在下端具有被处理水的导入口，在上端具有处理水的排出口。这是源于以下的理由。当将被处理水从磁选柱的上端导入时，在被处理水容易通过的过滤器的中央部大量的磁性粒子被捕获并滞留于此。当在该状态下使磁场施加装置20移动时，在筒体11内过滤器14偏移，在筒体11的内表面与过滤器14的周缘部之间形成间隙。磁性粒子容易从该间隙脱离，因此，成为磁性粒子混入处理水的原因，磁选性能降低。相对于此，当从磁选柱的下端导入被处理水时，磁性粒子在过滤器14的面内被大致均匀地捕获，因此不会产生上述问题。

如已经说明的那样，优选将多个磁选柱10a、10b沿铅垂方向直列配置，在磁选柱10a、10b内将被处理水流动的方向设为铅垂方向，将过滤器14沿水平方向配置。这是源于以下的理由。在过滤器14不是沿水平方向配置的情况下，由过滤器14捕获的磁性粒子因重力而在过滤器14的一侧集中，从而导致在过滤器14的面内不均匀地分布。如果在该状态下进行反洗，则当过滤器14被压缩时在筒体11内过滤器14偏移，在筒体11的内表面与过滤器14的周缘部之间形成间隙。磁性粒子容易从该间隙脱离，因此成为磁性粒子混入处理水的原因，磁选性能降低。

此外，如果使磁场施加装置20沿着不与磁选柱的流路平行的方向而沿着与磁选柱的流路正交的方向（水平方向）移动，则存在在磁选柱的筒体11内过滤器14偏在的可能性。在该情况下，在筒体11的内表面与与过滤器14的周缘部之间形成间隙，磁性粒子容易从该间隙脱离，因此成为磁性粒子混入处理水的原因，磁选性能降低。

进而，在过滤器14的形状不是如图6所示那样的对角部进行了倒角的矩形，而是带角的矩形的情况下，因磁场施加装置20的移动时的应力而角部容易发生变形，存在超过材料的弹性极限而塑性变形的可能性。在该情况下，在筒体11的内表面与过滤器14的周缘部之间形成间隙，磁性粒子容易从该间隙脱离，因此成为磁性粒子混入处理水的原因，磁选性能降低。相对于此，在过滤器14的形状是对角部进行了倒角的矩形的情况下，不会发生这样的问题。

根据实施方式，能够提供一种能够进行连续的磁选，且在清洗时容易分离磁性粒子的磁选装置。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式作为例子而示出，并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并同样包含于权利要求书所记载的发明和与其等同的范围中。

Claims

1.一种磁选装置，具有：

多个磁选柱，直列配置有多个磁选柱，该磁选柱具有中空部成为被处理水的流路的非磁性的筒体以及以相对于被处理水的流正交的方式配置于所述筒体内的由磁性体构成的多个过滤器；以及

磁场施加装置，以能够滑动的方式设置于所述多个磁选柱的外侧，具有与一部分的磁选柱对应的尺寸，对一部分的磁选柱施加磁场。

2.如权利要求1所述的磁选装置，其中，

所述多个磁选柱中的、存在所述磁场施加装置的位置处的磁选柱被用于磁选，不存在所述磁场施加装置的位置处的磁选柱实施过滤器的清洗。

3.如权利要求1所述的磁选装置，其中，

所述磁选装置还具有罩，该罩设置于所述磁场施加装置所滑动的区域的外侧，且遮断磁力。

4.如权利要求1所述的磁选装置，其中，

所述多个磁选柱沿铅垂方向直列配置，各个磁选柱在下端具有被处理水的导入口且在上端具有处理水的排出口。

5.如权利要求1所述的磁选装置，其中，

所述筒体内的流路具有矩形的角部被倒角的横截面。

6.如权利要求1所述的磁选装置，其中，

所述多个过滤器被夹在非磁性的两个环状支承体之间，所述环状支承体以在面向所述筒体的内表面的外周面上所形成的槽部装配有O形环的状态固定于所述筒体内。