JP2013151713A - 磁性物質の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄水の入れ替えを容易に行なうことができ、金属粉末の洗浄を効率良く行なうことができる金属粉末の洗浄方法を実現する。
【解決手段】洗浄槽１には磁力オン−オフ機構を備えた磁石２が設けられている。磁石２の磁力をオン状態とし、第１のバルブ５ａを開弁して非金属性の異物が混入した金属粉末を洗浄槽１に供給し、金属粉末を磁石に吸引させて付着させ、これにより金属粉末と異物とを分離する。次いで、第３のバルブ５ｃを開弁して異物を前記洗浄槽１から排出させた後、第２のバルブ５ｂを開弁して洗浄槽１に洗浄水を供給し、磁石２の磁力をオフ状態とし、撹拌羽根３ａを回転させて金属粉末を撹拌洗浄する。以降、磁力オン→洗浄水供給→磁力オフ→撹拌洗浄を繰り返すことにより複数回の洗浄が可能である。洗浄後の金属粉末は第４のバルブ５ｄを開弁して回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁性物質の洗浄方法に関する。

金属粉末は、液相水素還元法や気相水素還元法などを使用して作製されるが、製造過程で水酸化物や有機物等の非金属性の異物が混入することがあり、高純度の金属粉末を得るためには、洗浄して異物を除去する必要がある。

そして、特許文献１には、金属ハロゲン化物の蒸気を気相還元して得た金属粉を、界面活性剤を添加した水により洗浄し、気相還元後に残留する金属ハロゲン化物を除去するようにした金属粉の洗浄方法が提案されている。

この特許文献１では、気相水素還元法で得たＮｉ微粉等の金属粉末に界面活性剤を含有した洗浄水を添加し、撹拌洗浄した後、放置して金属粉末を沈降させ、上澄み液を除去し、ろ過吸引後、乾燥させ、これにより洗浄後の金属粉末を得ている。

特開２００４−１６２０９９号公報（請求項１、図１）

しかしながら、特許文献１では、撹拌洗浄した金属粉を沈降させた後、上澄み液を排出し、その後ろ過吸引を行なっているため、洗浄装置が大規模となり、洗浄時間も長時間を要する。しかも、洗浄水の交換を容易に行なうことができず、連続的に効率よく洗浄を行なうのが困難である。

また、特許文献１では、界面活性剤やイオン成分のような金属粉間に滞留し易い不純物を除去し難いという問題もある。

特に、鉄粉等の磁性物質では、その製造過程で非磁性の水酸化物や有機物、銅、銀等の非磁性の異物が不可避的に混入するおそれがあり、これらの異物を簡便な方法で除去することが求められている。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、洗浄液の入れ替えを容易に行なうことができ、磁性物質の洗浄を効率良く行なうことができる磁性物質の洗浄方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る磁性物質の洗浄方法は、磁力オン−オフ機構を備えた磁石を有する洗浄槽を設け、非磁性の異物が混入した磁性物質を前記洗浄槽に供給し、前記磁石の磁力をオン状態にして前記磁性物質を前記磁石に吸引させて前記磁性物質と前記異物とを分離し、前記異物を前記洗浄槽から排出した後、前記洗浄槽に洗浄液を供給し、前記磁石の磁力をオフ状態にして前記磁性物質を前記洗浄槽内に分散させることにより前記磁性物質を洗浄することを特徴としている。

これにより磁性物質を磁石に吸引させた状態で、異物を洗浄槽の外部に排出させた後、洗浄液を洗浄槽内に供給することができることから、洗浄液の入れ替えを容易に行なうことができ、磁性物質を連続的に効率よく洗浄することができる。

また、本発明の磁性物質の洗浄方法は、前記洗浄液を使用して前記磁性物質を洗浄した後、前記磁石の磁力をオン状態にして前記磁性物質を前記磁石に吸引させた状態で前記洗浄液を排水し、その後、新たな洗浄液を前記洗浄槽に供給し、前記磁石の磁力をオフ状態にして前記磁性物質を洗浄するのが好ましい。

これにより同一の洗浄槽を使用して連続的に複数回の洗浄を行なうことができ、入念な洗浄を行なうことができる。

また、本発明の磁性物質の洗浄方法は、前記洗浄槽が、前記異物が混入した洗浄前の前記磁性物質を前記洗浄槽に供給するための第１のバルブ、前記洗浄液を前記洗浄槽に供給するための第２のバルブ、前記異物の排出を前記洗浄槽の外部に排出するための第３のバルブ、及び洗浄後の前記磁性物質を回収するための第４のバルブと接続しているのが好ましい。

これにより磁石のオン−オフ操作と第１〜第４のバルブの開閉操作を行なうだけで、効率良く磁性物質を洗浄することができる。

さらに、本発明の磁性物質の洗浄方法は、前記磁力オン−オフ機構を備えた磁石を有する複数の洗浄槽を直列に接続し、前段の前記洗浄槽で洗浄された磁性物質を後段の洗浄槽に供給し、前記磁性物質を複数回洗浄するのが好ましい。

これにより、より一層の清浄された高純度の磁性物質を得ることができる。

また、本発明の磁性物質の洗浄方法は、前記磁性物質の洗浄は、機械的撹拌及び超音波付与のうちのいずれかの方法で行なうのが好ましい。

このように磁性物質の洗浄を機械的撹拌及び超音波付与のうちのいずれかの方法で行なうことにより、磁性物質を分散させながら洗浄することができ、良好な清浄度を有する磁性物質を得ることができる。

上記磁性物質の洗浄方法によれば、磁力オン−オフ機構を備えた磁石を有する洗浄槽を設け、非磁性の異物が混入した磁性物質を前記洗浄槽に供給し、前記磁石の磁力をオン状態にして前記磁性物質のみを前記磁石に吸引させて前記磁性物質と前記異物とを分離し、前記異物を前記洗浄槽から排出した後、前記洗浄槽に洗浄液を供給し、前記磁石の磁力をオフ状態にして前記磁性物質を前記洗浄槽内に分散させることにより前記磁性物質を洗浄するので、磁性物質を磁石に吸引させた状態で、異物を洗浄槽の外部に排出させた後、洗浄液を洗浄槽内に供給することができる。

そして、このように洗浄液の入れ替えを容易に行なうことができることから、磁性物質を連続的に効率よく洗浄することができる。

本発明に係る磁性物質の洗浄方法に使用される洗浄装置の一実施形態（第１の実施の形態）を示す概略構成図である。 上記洗浄装置に使用される磁石の断面図であり、（ａ）が磁力オン状態を示す図であり、（ｂ）が磁力オフ状態を示す図である。 磁性物質が洗浄槽に供給された状態を示す図である。 磁性物質を洗浄槽に閉じ込めた状態を示す図である。 磁力オン状態にして磁性物質を磁石に吸引させ、磁性物質と異物とを分離させた状態を示す図である。 異物を洗浄槽から排出した状態を示す図である。 洗浄液を洗浄槽に供給した状態を示す図である。 磁力オフ状態にして磁性物質を洗浄液で洗浄している状態を示す図である。 磁性物質を洗浄液に同伴させて排出させた状態を示す図である。 第２の実施の形態において、磁力オン状態にして磁性物質を磁石に吸引させた状態を示す図である。 第２の実施の形態において、洗浄液を排水した状態を示す図である。 第２の実施の形態において、洗浄槽に新たな洗浄水を供給し、金属粉末を洗浄している状態を示す図である。 本発明に係る磁性物質の洗浄方法に使用される洗浄装置の第３の実施の形態を示す概略構成図である。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳説する。

図１は本発明に係る磁性物質の洗浄方法に使用される洗浄装置の一実施の形態を示す概略構成図である。

すなわち、この洗浄装置は、円筒形状の洗浄槽１の軸芯部分に磁石２が装着されると共に、側壁適所には撹拌羽根３ａを備えた分散機構３が設けられている。

洗浄槽１には、複数の開口部（第１〜第４の開口部）４ａ〜４ｄが設けられている。そして、第１の開口部４ａの近傍には、鉄粉等の磁性物質を洗浄槽１に供給するための第１のバルブ５ａが設けられ、第２の開口部４ｂの近傍には、洗浄水を洗浄槽１に供給するための第２のバルブ５ｂが設けられている。さらに、第３の開口部４ｃの近傍には、磁性物質中に混入した水酸化物等の非磁性異物を排出するための第３のバルブ５ｃが設けられ、第４の開口部４ｃの近傍には、洗浄後の磁性物質を回収するための第４のバルブ５ｄが設けられている。

磁石２は、具体的には図２に示すように、磁石本体２ａが有底状のケース２ｂに収容されている。そして、この磁石本体２ａは、磁石駆動機構（図示せず）を介して矢印Ａ方向に可動し、磁力がオン−オフするように構成されている。すなわち、磁力オン時には、図２（ａ）に示すように、磁石本体２ａはケース２ｂの底部２ｃに着座し、これにより磁性物質は磁石２に吸引されてケース２ｂに付着する。一方、磁力オフ時には、図２（ｂ）に示すように、磁石本体２ａは上方に移動し、これにより磁性物質は磁石２から離反し、洗浄槽１内を浮遊する。

以下、本発明に係る磁性物質の洗浄方法の一実施の形態（第１の実施の形態）を、図３〜図９を参照しながら詳述する。

まず、図３に示すように、磁石２の磁力をオン状態とし、第２〜第４のバルブ５ｂ〜５ｄを閉弁すると共に、第１のバルブ５ａを開弁し、水酸化物や有機物等の非磁性の異物６が混入した磁性物質７を水等の液体８に同伴させながら洗浄槽１に供給する。

そして、第１のバルブ５ａを閉弁すると、図４に示すように、異物６は液体８中を浮遊する一方、磁性物質７は磁石２に吸い寄せられる。

そして、図５に示すように、磁性物質７は磁石２に吸引され、ケース２ｂの表面に付着する。

一方、異物６は液体８中を浮遊しており、図６に示すように、第３のバルブ５ｃを開弁することにより、異物６は液体８と共に洗浄槽１の外部に排出される。

次に、図７に示すように、第３のバルブ５ｃを閉弁し、磁石駆動機構を操作して磁石本体２ａを上方に移動させる。そして、第２のバルブ５ｂを開弁し、純水等の洗浄液（以下、この洗浄液を「第１の洗浄液」という。）９を洗浄槽１に供給する。

次いで、図８に示すように、第２のバルブ５ｂを閉弁して撹拌羽根３ａを回転駆動させる。これにより磁性物質７は磁石２から離反して第１の洗浄液９中を撹拌洗浄する。このようにして磁性物質７は第１の洗浄液９により洗浄される。

その後、図９に示すように、第４のバルブ５ｄを開弁し、これにより磁性物質７は第１の洗浄液９に同伴されて回収される。

このように本第１の実施の形態では、磁力オン−オフ機構を備えた磁石２を有する洗浄槽１を設け、非磁性の異物６が混入した磁性物質末７を洗浄槽１に供給し、磁石２の磁力をオン状態にして磁性物質７のみを磁石２に吸引させて磁性物質７と異物６とを分離し、異物６を洗浄槽１から排出した後、洗浄槽１に第１の洗浄液９を供給し、磁石２の磁力をオフ状態にして磁性物質７を洗浄槽１内に分散させることにより磁性物質７を洗浄するので、磁性物質７を磁石２に吸引させた状態で、異物６を洗浄槽１の外部に排出させた後、第１の洗浄液９を洗浄槽１内に供給することができる。

そして、このように洗浄液の入れ替えを容易に行なうことができることから、磁性物質を連続的に効率よく洗浄することができる。

また、洗浄槽１は、異物６が混入した洗浄前の磁性物質７を洗浄槽１に供給するための第１のバルブ５ａ、洗浄液を洗浄槽１に供給するための第２のバルブ５ｂ、異物６を洗浄槽１の外部に排出するための第３のバルブ５ｃ、及び洗浄後の磁性物質７を回収するための第４のバルブ５ｄと接続されているので、磁石２のオン−オフ操作と第１〜第４のバルブ５ａ〜５ｄの開閉操作を行なうだけで、磁性物質７を効率良く洗浄することができる。

また、本発明の洗浄方法を使用することにより、同一の洗浄槽を使用して連続して複数回の洗浄処理を行なうことができる。

以下、この洗浄方法を第２の実施の形態として説明する。

まず、上記第１の実施の形態と同様の方法で磁性物質７を洗浄する。

次いで、磁石駆動機構を操作し、図１０に示すように、磁石本体２ａを底部２ｃに着座させて磁力オン状態とし、磁性物質７を磁石２に吸引させてケース２ａに付着させる。

次に、図１１に示すように、第３のバルブ５ｃを開弁して第１の洗浄液９を洗浄槽１の外部に排水する。

次に、図１２に示すように、第３のバルブ５ｃを閉弁し、磁石駆動機構を操作して磁石本体２ａを上方に移動させる。そして、第２のバルブ５ｂを開弁し、純水等の新たな洗浄液（以下、この洗浄液を「第２の洗浄液」という。）１０を洗浄槽１内に供給する。そして、第２のバルブ５ｂを閉弁して撹拌羽根３ａを回転駆動させると、磁石２の磁力はオフ状態にあることから磁性物質７は磁石２から離反し、第２の洗浄液１０中を撹拌洗浄される。

このようにして磁性物質７は、第２の洗浄液１０により再度洗浄される。

そしてその後は、上記図９と同様、第４のバルブ５ｄを開弁し、これにより磁性物質７は第２の洗浄液１０に同伴されて回収される。

このように本第２の実施の形態では、第１の洗浄液９を使用して磁性物質７を洗浄した後、磁石２の磁力をオン状態にして第１の洗浄液９を排水し、その後、新たな第２の洗浄液１０を洗浄槽１に供給し、磁石２の磁力をオフ状態にして磁性物質７を撹拌洗浄しているので、同一の洗浄槽１を使用して連続的に複数回の洗浄を行なうことができ、入念な洗浄を行なうことができる。

次に、本発明の洗浄方法の第３の実施の形態を詳述する。

図１３は、第３の実施の形態に係る洗浄装置の概略構成図である。

すなわち、本第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様、第１〜第４のバルブ１１ａ〜１１ｄ、１２ａ〜１２ｄ、１３ａ〜１３ｄを備えた第１〜第３の洗浄槽１４〜１６が直列に接続されている。また、第１〜第３の洗浄槽１４〜１６の軸芯部分には磁石１７〜１９がそれぞれ設けられている。そして、第１の洗浄槽１４の第４のバルブ１１ｄと第２の洗浄槽１５の第１のバルブ１２ａとが第１の連結パイプ２０で接続され、第２の洗浄槽１５の第４のバルブ１２ｄと第３の洗浄槽１６の第１のバルブ１３ａとが第２の連結パイプ２１で接続されている。

本第３の実施の形態では、上記第１及び第２の実施の形態と同様の方法で、第１の洗浄槽１４で１回又は複数回の洗浄処理を行い、次いで第１の洗浄槽１４で洗浄された磁性物質を第１の連結パイプ２０を介して第２の洗浄槽１５に供給し、第２の洗浄槽１５で１回又は複数回の洗浄処理を行う。その後、第２の洗浄槽１５で洗浄された磁性物質を第２の連結パイプ２１を介して第３の洗浄槽１６に供給し、第３の洗浄槽１６で１回又は複数回の洗浄処理を行い、これにより異物が高精度で除去された磁性物質を得ることができる。

このように本第３の実施の形態では、磁力オン−オフ機構を備えた磁石２を有する複数の洗浄槽１４〜１７を直列に接続し、前段の洗浄槽で洗浄された磁性物質を後段の洗浄槽に供給し、磁性物質を複数回洗浄するので、異物がより一層除去された磁性物質を得ることができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では撹拌羽根３ａを使用した機械的撹拌で磁性物質７を分散させているが、磁性物質７に超音波を付与して該磁性物質７を分散させるようにしてもよい。

また、本発明の洗浄方法は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉその他の合金系磁性金属等の磁性物質に広く適用することができる。

さらに、本発明に使用される洗浄液についても、純水の他、アセトン等の洗浄作用を有する有機溶剤を使用することも可能である。

磁性物質を洗浄する際に、洗浄液の交換を容易に行なうことができ、しかも入念な洗浄を行なうことができ、高効率で磁性物質を得ることができる。

１、１４〜１６ 洗浄槽
２ 磁石
５ａ、１１ａ〜１３ａ 第１のバルブ
５ｂ、１１ｂ〜１３ｂ 第２のバルブ
５ｃ、１１ｃ〜１３ｃ 第３のバルブ
５ｄ、１１ｄ〜１３ｄ 第４のバルブ
６ 異物
７ 磁性物質
９ 第１の洗浄液（洗浄液）
１０ 第２の洗浄液（洗浄液）

Claims (5)

1. 磁力オン−オフ機構を備えた磁石を有する洗浄槽を設け、
   非磁性の異物が混入した磁性物質を前記洗浄槽に供給し、前記磁石の磁力をオン状態にして前記磁性物質を前記磁石に吸引させて前記磁性物質と前記異物とを分離し、前記異物を前記洗浄槽から排出した後、前記洗浄槽に洗浄液を供給し、前記磁石の磁力をオフ状態にして前記磁性物質を前記洗浄槽内に分散させることにより前記磁性物質を洗浄することを特徴とする磁性物質の洗浄方法。
2. 前記洗浄液を使用して前記磁性物質を洗浄した後、前記磁石の磁力をオン状態にして前記磁性物質を前記磁石に吸引させた状態で前記洗浄液を排水し、その後、新たな洗浄液を前記洗浄槽に供給し、前記磁石の磁力をオフ状態にして前記磁性物質を洗浄することを特徴とする請求項１記載の磁性物質の洗浄方法。
3. 前記洗浄槽は、前記異物が混入した洗浄前の前記磁性物質を前記洗浄槽に供給するための第１のバルブ、前記洗浄液を前記洗浄槽に供給するための第２のバルブ、前記異物の排出を前記洗浄槽の外部に排出するための第３のバルブ、及び洗浄後の前記磁性物質を回収するための第４のバルブと接続していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁性物質の洗浄方法。
4. 前記磁力オン−オフ機構を備えた磁石を有する複数の洗浄槽を直列に接続し、前段の前記洗浄槽で洗浄された磁性物質を後段の洗浄槽に供給し、前記磁性物質を複数回洗浄することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の磁性物質の洗浄方法。
5. 前記磁性物質の洗浄は、機械的撹拌及び超音波付与のうちのいずれかの方法で行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の磁性物質の洗浄方法。

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