JP3513597B2 - 磁気分離方法及び磁気分離装置 - Google Patents
磁気分離方法及び磁気分離装置Info
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- JP3513597B2 JP3513597B2 JP2001125287A JP2001125287A JP3513597B2 JP 3513597 B2 JP3513597 B2 JP 3513597B2 JP 2001125287 A JP2001125287 A JP 2001125287A JP 2001125287 A JP2001125287 A JP 2001125287A JP 3513597 B2 JP3513597 B2 JP 3513597B2
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- coils
- magnetic separation
- container
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気分離方法及び
磁気分離装置に関し、詳しくは、産業廃棄物の分離除
去、鉱石の選別及び精製、並びにウラン抽出などに好適
に用いることのできる、磁気分離方法及び磁気分離装置
に関する。
磁気分離装置に関し、詳しくは、産業廃棄物の分離除
去、鉱石の選別及び精製、並びにウラン抽出などに好適
に用いることのできる、磁気分離方法及び磁気分離装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の工業発展と生活水準の向上によ
り、産業廃棄物などの処理問題が深刻化している。この
解決策として、混合物質である産業廃棄物を磁気力によ
り選別する磁気分離技術が発達し、排水浄化や資源回収
などへ適用されている。また、未利用資源の開発の観点
から、上記磁気分離技術は、原石からの選鉱及び精製な
どへも応用されている。さらには、将来的なエネルギー
源として、海水中のウラン抽出などへの応用も期待され
ている。
り、産業廃棄物などの処理問題が深刻化している。この
解決策として、混合物質である産業廃棄物を磁気力によ
り選別する磁気分離技術が発達し、排水浄化や資源回収
などへ適用されている。また、未利用資源の開発の観点
から、上記磁気分離技術は、原石からの選鉱及び精製な
どへも応用されている。さらには、将来的なエネルギー
源として、海水中のウラン抽出などへの応用も期待され
ている。
【0003】微生物は、アンモニア性窒素などの窒素化
合物や有機塩素化合物などの有害有機物などの環境汚染
物質を分解するので、産業廃棄物の処理において度々使
用される。したがって、産業廃棄物の処理を効率良く行
うためには、微生物を所定の反応槽内で高濃度に保持す
ることが必要である。この際、磁気分離技術を用いるこ
とにより、微生物を反応層内で高濃度に保持することが
できる。
合物や有機塩素化合物などの有害有機物などの環境汚染
物質を分解するので、産業廃棄物の処理において度々使
用される。したがって、産業廃棄物の処理を効率良く行
うためには、微生物を所定の反応槽内で高濃度に保持す
ることが必要である。この際、磁気分離技術を用いるこ
とにより、微生物を反応層内で高濃度に保持することが
できる。
【0004】すなわち、微生物と磁性粒子とを、例え
ば、エチレングリコールなどの所定の物質に包括固定
し、この物質を巨大な磁気勾配を利用した磁気力によっ
て分離し、保持することによって、前記反応槽の所定の
箇所において前記微生物を高濃度に維持することができ
る。
ば、エチレングリコールなどの所定の物質に包括固定
し、この物質を巨大な磁気勾配を利用した磁気力によっ
て分離し、保持することによって、前記反応槽の所定の
箇所において前記微生物を高濃度に維持することができ
る。
【0005】図1は、従来の磁気分離装置の一例を示す
概略図である。図1に示す磁気分離装置は、例えばステ
ンレスウールなどから構成される磁気細線3を内部に有
するフィルタ1と、磁場印加のためのコイル2とを具え
ている。コイル2からフィルタ1内の磁気細線3に所定
の磁場が印加されると、磁気細線3の回りには巨大な磁
気勾配が生じ、非常に大きな磁気力が発生する。
概略図である。図1に示す磁気分離装置は、例えばステ
ンレスウールなどから構成される磁気細線3を内部に有
するフィルタ1と、磁場印加のためのコイル2とを具え
ている。コイル2からフィルタ1内の磁気細線3に所定
の磁場が印加されると、磁気細線3の回りには巨大な磁
気勾配が生じ、非常に大きな磁気力が発生する。
【0006】したがって、図1に示す磁気分離装置のフ
ィルタ1内に、前記微生物及び前記磁性粒子を包括させ
た前記所定の物質を流すことによって、この物質は前記
磁気力によって分離され、保持される。
ィルタ1内に、前記微生物及び前記磁性粒子を包括させ
た前記所定の物質を流すことによって、この物質は前記
磁気力によって分離され、保持される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図1に
示す磁気細線3は、その間隔が数十μmのオーダである
ため、前記微生物及び前記磁性粒子を固定する物質がm
mのオーダで大きくなったり、磁気粒子そのものが大き
くなったりすると、これらは磁気細線3の間隙中を通過
することができなくなってしまう。この結果、フィルタ
1が目詰まりを生じる割合が増大し、洗浄の頻度も高く
なってしまうという問題がある。
示す磁気細線3は、その間隔が数十μmのオーダである
ため、前記微生物及び前記磁性粒子を固定する物質がm
mのオーダで大きくなったり、磁気粒子そのものが大き
くなったりすると、これらは磁気細線3の間隙中を通過
することができなくなってしまう。この結果、フィルタ
1が目詰まりを生じる割合が増大し、洗浄の頻度も高く
なってしまうという問題がある。
【0008】一方、上述したような磁気細線を用いる代
わりに所定のフィルタの両側においてコイルを設け、こ
のコイルから発せられる垂直方向の磁場によってのみ磁
気勾配を生じさせ、所定の磁気力を生じさせる、いわゆ
るオープングラディエント型の磁気分離装置を用いた磁
気分離の試みもなされている。しかしながら、このよう
な外部磁場によっては巨大な磁気勾配、すなわち磁気力
を生じさせることはできず、この結果として、産業廃棄
物の処理に使用する微生物を所定の反応槽内において高
濃度に保持することができないでいた。
わりに所定のフィルタの両側においてコイルを設け、こ
のコイルから発せられる垂直方向の磁場によってのみ磁
気勾配を生じさせ、所定の磁気力を生じさせる、いわゆ
るオープングラディエント型の磁気分離装置を用いた磁
気分離の試みもなされている。しかしながら、このよう
な外部磁場によっては巨大な磁気勾配、すなわち磁気力
を生じさせることはできず、この結果として、産業廃棄
物の処理に使用する微生物を所定の反応槽内において高
濃度に保持することができないでいた。
【0009】本発明は、上記問題を生じさせることな
く、巨大な磁気勾配に起因した磁気力によって、所定の
混合物質を磁気的に分離し、高濃度に保持することので
きる新規な磁気分離方法及び磁気分離装置を提供するこ
とを目的とする。
く、巨大な磁気勾配に起因した磁気力によって、所定の
混合物質を磁気的に分離し、高濃度に保持することので
きる新規な磁気分離方法及び磁気分離装置を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明の磁気分離方法は、所定の容器の外周部に対して
1対のコイルを設け、この1対のコイルのそれぞれに対
して逆方向の電流を流すことにより、前記所定の容器内
にカスプ磁場を生じさせ、このカスプ磁場の磁気勾配に
よって生じた磁気力を用いて前記所定の容器内を流れる
所定の混合物質を磁気的に分離し、保持するともに、前
記1対のコイルの間隔を変化させ、前記カスプ磁場の磁
気勾配によって生じる前記磁気力の大きさを制御するよ
うにしたことを特徴とする。
本発明の磁気分離方法は、所定の容器の外周部に対して
1対のコイルを設け、この1対のコイルのそれぞれに対
して逆方向の電流を流すことにより、前記所定の容器内
にカスプ磁場を生じさせ、このカスプ磁場の磁気勾配に
よって生じた磁気力を用いて前記所定の容器内を流れる
所定の混合物質を磁気的に分離し、保持するともに、前
記1対のコイルの間隔を変化させ、前記カスプ磁場の磁
気勾配によって生じる前記磁気力の大きさを制御するよ
うにしたことを特徴とする。
【0011】また、本発明の磁気分離装置は、所定の容
器と、この容器の外周部に対して設けられたカスプ磁場
を生成するための1対のコイルとを具え、前記1対のコ
イルの間隔を可変としたことを特徴とする。
器と、この容器の外周部に対して設けられたカスプ磁場
を生成するための1対のコイルとを具え、前記1対のコ
イルの間隔を可変としたことを特徴とする。
【0012】本発明の磁気分離方法及び磁気分離装置に
おいては、産業廃棄物の処理などに用いる反応槽などを
構成する所定に容器の外周部に対して1対のコイルを設
けている。そして、この1対のコイルのそれぞれに対し
て逆向きの電流を生じさせ、前記容器内にカスプ磁場を
生じるようにしている。さらに、前記1対のコイルの間
隔を制御するようにしているので、前記カスプ磁場の磁
場強度を制御することができる。
おいては、産業廃棄物の処理などに用いる反応槽などを
構成する所定に容器の外周部に対して1対のコイルを設
けている。そして、この1対のコイルのそれぞれに対し
て逆向きの電流を生じさせ、前記容器内にカスプ磁場を
生じるようにしている。さらに、前記1対のコイルの間
隔を制御するようにしているので、前記カスプ磁場の磁
場強度を制御することができる。
【0013】このようなカスプ磁場が前記容器内に生じ
ると、前記容器内の、前記1対のコイル間の中心部にお
いては磁場強度が零となり、前記容器の半径方向及び前
記容器の軸方向に向かって磁場強度が増大する。したが
って、前記容器内には大きな磁気勾配が生じ、この大き
な磁気勾配によって巨大な磁気力が生じるようになる。
したがって、このような磁気力中に微生物を包括させた
エチレングリコールなどの所定の混合物質を導入するこ
とにより、前記巨大な磁気力によって前記混合物質を効
率良く磁気分離することができるとともに、保持するこ
とができる。
ると、前記容器内の、前記1対のコイル間の中心部にお
いては磁場強度が零となり、前記容器の半径方向及び前
記容器の軸方向に向かって磁場強度が増大する。したが
って、前記容器内には大きな磁気勾配が生じ、この大き
な磁気勾配によって巨大な磁気力が生じるようになる。
したがって、このような磁気力中に微生物を包括させた
エチレングリコールなどの所定の混合物質を導入するこ
とにより、前記巨大な磁気力によって前記混合物質を効
率良く磁気分離することができるとともに、保持するこ
とができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を発明の実施の形態
に則して詳細に説明する。図2は、本発明の磁気分離装
置の一例を示す概略図である。図2に示す磁気分離装置
は、産業廃棄物処理に用いられる反応槽などを構成する
容器11と、この容器11の外周部に設けられた1対の
コイル12及び13とを具えている。1対のコイル12
及び13はカスプコイルを構成し、コイル12及び13
に対して互いに逆向きの電流を流すことによって、容器
11内にカスプ磁場を生成する。この電流値は互いに異
なるようにすることもできるが、通常は、同一とする。
に則して詳細に説明する。図2は、本発明の磁気分離装
置の一例を示す概略図である。図2に示す磁気分離装置
は、産業廃棄物処理に用いられる反応槽などを構成する
容器11と、この容器11の外周部に設けられた1対の
コイル12及び13とを具えている。1対のコイル12
及び13はカスプコイルを構成し、コイル12及び13
に対して互いに逆向きの電流を流すことによって、容器
11内にカスプ磁場を生成する。この電流値は互いに異
なるようにすることもできるが、通常は、同一とする。
【0015】この場合において、このカスプ磁場の磁場
強度は、容器11内の、1対のコイル12及び13間の
中心部Oにおいて零となるが、容器11の半径方向及び
軸方向に向かうにつれて増大する。したがって、容器1
1内の微小な空間内に大きな磁気勾配を生じさせること
ができ、この結果、巨大な磁気力を生じさせることがで
きる。したがって、容器11内に所定の混合物質を流し
た場合、前記巨大な磁気力によって前記混合物質を効率
良く磁気分離し、保持することができる。
強度は、容器11内の、1対のコイル12及び13間の
中心部Oにおいて零となるが、容器11の半径方向及び
軸方向に向かうにつれて増大する。したがって、容器1
1内の微小な空間内に大きな磁気勾配を生じさせること
ができ、この結果、巨大な磁気力を生じさせることがで
きる。したがって、容器11内に所定の混合物質を流し
た場合、前記巨大な磁気力によって前記混合物質を効率
良く磁気分離し、保持することができる。
【0016】また、1対のコイル12及び13間の距離
dは可変であり、コイル12及び13間の距離dを適宜
に制御することによって、容器11内に生成されるカス
プ磁場の磁場強度を制御することができる。したがっ
て、混合物質の種類に応じて、前記カスプ磁場の磁場強
度に起因した磁気勾配及び磁気力を適宜に制御すること
ができる。また、混合物質に対する磁気分離効率を適宜
に制御することができる。
dは可変であり、コイル12及び13間の距離dを適宜
に制御することによって、容器11内に生成されるカス
プ磁場の磁場強度を制御することができる。したがっ
て、混合物質の種類に応じて、前記カスプ磁場の磁場強
度に起因した磁気勾配及び磁気力を適宜に制御すること
ができる。また、混合物質に対する磁気分離効率を適宜
に制御することができる。
【0017】なお、図2においては、下流側に所定の混
合物質からなる廃液などを貯留するための原液貯留槽1
4が設けれており、上流側に容器11内を通過して磁気
分離された分離液を貯留するための分離液貯留槽15が
設けられている。したがって、図2に示す磁気分離装置
においては、原液貯留槽14内に貯留された所定の混合
物質が、容器11内を重力に逆らって下側から上側に流
れるように構成されている。
合物質からなる廃液などを貯留するための原液貯留槽1
4が設けれており、上流側に容器11内を通過して磁気
分離された分離液を貯留するための分離液貯留槽15が
設けられている。したがって、図2に示す磁気分離装置
においては、原液貯留槽14内に貯留された所定の混合
物質が、容器11内を重力に逆らって下側から上側に流
れるように構成されている。
【0018】1対のコイル12及び13は、通常の銅線
及び鉄ヨークなどから構成することもできるが、好まし
くは超電導コイルを用いる。銅線を用いてコイルを構成
した場合においては、例えば10−1Tオーダの磁場強
度しか得ることができず、したがって、巨大な磁気勾配
及び磁気力を得ることが困難な場合がある。これに対し
て、上記超電導コイルを用いた場合においては、例えば
数Tの磁場強度を生じさせることができ、巨大な磁気勾
配及び磁気力を比較的簡易に得ることができる。このよ
うな超電導コイルは、例えばNi−Ti、Nb3Sn、
及び高温超電導線から作製する。
及び鉄ヨークなどから構成することもできるが、好まし
くは超電導コイルを用いる。銅線を用いてコイルを構成
した場合においては、例えば10−1Tオーダの磁場強
度しか得ることができず、したがって、巨大な磁気勾配
及び磁気力を得ることが困難な場合がある。これに対し
て、上記超電導コイルを用いた場合においては、例えば
数Tの磁場強度を生じさせることができ、巨大な磁気勾
配及び磁気力を比較的簡易に得ることができる。このよ
うな超電導コイルは、例えばNi−Ti、Nb3Sn、
及び高温超電導線から作製する。
【0019】
【実施例】図2に示す本発明の磁気分離装置において混
合物質の磁気分離を行った。混合物質としては粒径10
μmのマグネタイトを原子吸光分析値460ppmで含
有した水中に含有させたスラリーを用いた。また、コイ
ル12及び13は、銅線を用い、容器11の外周部にお
いて、内半径20mm、外半径100mm、ギャップ長
20mmとなるように設けた。そして、コイル12及び
コイル13に8Aの電流を互いに逆向きに流すことによ
って、容器11内にカスプ磁場を生成した。
合物質の磁気分離を行った。混合物質としては粒径10
μmのマグネタイトを原子吸光分析値460ppmで含
有した水中に含有させたスラリーを用いた。また、コイ
ル12及び13は、銅線を用い、容器11の外周部にお
いて、内半径20mm、外半径100mm、ギャップ長
20mmとなるように設けた。そして、コイル12及び
コイル13に8Aの電流を互いに逆向きに流すことによ
って、容器11内にカスプ磁場を生成した。
【0020】なお、前記電流をコイル12又は13に対
して単独で流した場合における中心磁界は0.08Tで
あった。
して単独で流した場合における中心磁界は0.08Tで
あった。
【0021】上記スラリーを原液貯留槽14内に入れ、
容器11内を重力とは逆方向に下側から上側に向けて流
し、分離液貯留槽15内に貯留させた。分離液貯留槽1
5内のスラリー中におけるマグネタイトの濃度を原子吸
光分析によって定量したところ、150ppmという結
果が得られた。したがって、上記スラリーはカスプ磁場
が生じている容器11内を通過することによって、効果
的に磁気分離されていることが分かる。
容器11内を重力とは逆方向に下側から上側に向けて流
し、分離液貯留槽15内に貯留させた。分離液貯留槽1
5内のスラリー中におけるマグネタイトの濃度を原子吸
光分析によって定量したところ、150ppmという結
果が得られた。したがって、上記スラリーはカスプ磁場
が生じている容器11内を通過することによって、効果
的に磁気分離されていることが分かる。
【0022】図3は、磁気分離前後における上記スラリ
ーを観察したものである。図3(a)は、原液貯留槽1
4における磁気分離前のスラリーであり、図3(b)
は、分離液貯留槽15における磁気分離後のスラリーで
ある。図3から明らかなように、磁気分離前におけるス
ラリーは濃色を呈し、マグネタイトを高濃度に含有して
いることが分かる。一方、磁気分離後におけるスラリー
は白色を呈し、マグネタイト濃度が現象していることが
分かる。
ーを観察したものである。図3(a)は、原液貯留槽1
4における磁気分離前のスラリーであり、図3(b)
は、分離液貯留槽15における磁気分離後のスラリーで
ある。図3から明らかなように、磁気分離前におけるス
ラリーは濃色を呈し、マグネタイトを高濃度に含有して
いることが分かる。一方、磁気分離後におけるスラリー
は白色を呈し、マグネタイト濃度が現象していることが
分かる。
【0023】以上、発明の実施の形態に則して本発明を
説明してきたが、本発明の内容は上記に限定されるもの
ではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あ
らゆる変形や変更が可能である。
説明してきたが、本発明の内容は上記に限定されるもの
ではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あ
らゆる変形や変更が可能である。
【0024】例えば、図2においては、容器11とコイ
ル12及び13と以外に、原液貯留槽14及び分離液貯
留槽15のみを設け、磁気分離装置を極めて簡易な構成
としているが、用途に応じてあらゆる構成を採ることが
できる。また、図2において、コイル12及び13の断
面は矩形状を呈しているが、その他の形状、円形状や多
角形状に作製することもできる。
ル12及び13と以外に、原液貯留槽14及び分離液貯
留槽15のみを設け、磁気分離装置を極めて簡易な構成
としているが、用途に応じてあらゆる構成を採ることが
できる。また、図2において、コイル12及び13の断
面は矩形状を呈しているが、その他の形状、円形状や多
角形状に作製することもできる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気分離
方法及び磁気分離装置によれば、装置内の所定の容器中
の巨大な磁気力を発生させることができるので、前記容
器中を所定の混合物質を流すことによって、この混合物
質を簡易かつ効率良く磁気分離することができる。その
結果、特に、微生物と磁性粒子とを含有させたエチレン
グリコールなどの所定の物質を本発明にしたがって磁気
分離することにより、前記微生物を前記磁気分離装置内
に高濃度に保持することが可能となり、産業廃棄物など
の分解、選別などを容易に行うことができる。
方法及び磁気分離装置によれば、装置内の所定の容器中
の巨大な磁気力を発生させることができるので、前記容
器中を所定の混合物質を流すことによって、この混合物
質を簡易かつ効率良く磁気分離することができる。その
結果、特に、微生物と磁性粒子とを含有させたエチレン
グリコールなどの所定の物質を本発明にしたがって磁気
分離することにより、前記微生物を前記磁気分離装置内
に高濃度に保持することが可能となり、産業廃棄物など
の分解、選別などを容易に行うことができる。
【図1】 従来の磁気分離装置の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図2】 本発明の磁気分離装置の一例を示す概略図で
ある。
ある。
【図3】 本発明の磁気分離方法及び磁気分離装置を用
いた、磁気分離前後のスラリー中の濃度観察写真であ
る。
いた、磁気分離前後のスラリー中の濃度観察写真であ
る。
1 フィルタ
2 コイル
3 磁性細線
11 容器
12、13 コイル
14 原液貯留槽
15 分離液貯留槽
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平9−122531(JP,A)
特開 平5−220484(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
B03C 1/00
B01D 35/06
Claims (3)
- 【請求項1】 所定の容器の外周部に対して1対のコイ
ルを設け、この1対のコイルのそれぞれに対して逆方向
の電流を流すことにより、前記所定の容器内にカスプ磁
場を生じさせ、このカスプ磁場の磁気勾配によって生じ
た磁気力を用いて前記所定の容器内を流れる所定の混合
物質を磁気的に分離し、保持するともに、 前記1対のコイルの間隔を変化させ、前記カスプ磁場の
磁気勾配によって生じる前記磁気力の大きさを制御する
ようにしたことを特徴とする、磁気分離方法。 - 【請求項2】 所定の容器と、この容器の外周部に対し
て設けられたカスプ磁場を生成するための1対のコイル
とを具え、 前記1対のコイルの間隔を可変としたことを特徴とす
る、磁気分離装置。 - 【請求項3】 前記1対のコイルは、超電導コイルから
なることを特徴とする、請求項2に記載の磁気分離装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001125287A JP3513597B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 磁気分離方法及び磁気分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001125287A JP3513597B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 磁気分離方法及び磁気分離装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002316067A JP2002316067A (ja) | 2002-10-29 |
JP3513597B2 true JP3513597B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=18974533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001125287A Expired - Lifetime JP3513597B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 磁気分離方法及び磁気分離装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3513597B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10132672B2 (en) | 2013-03-28 | 2018-11-20 | Mettler-Toledo Gmbh | Digital linearization in a weighing cell |
US10948556B2 (en) | 2017-11-30 | 2021-03-16 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for modifying and controlling magnetic field and apparatus for the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1904237B1 (en) * | 2005-06-24 | 2013-08-14 | Sepmag Systems, S.L. | Device and method for separating magnetic particles |
CN102089615B (zh) | 2008-06-02 | 2014-01-29 | 考斯威夫公司 | 射弹推进系统 |
NZ592619A (en) * | 2008-11-03 | 2013-06-28 | Causwave Inc | Electrical power generation by using compressed air to accelerate multiphase magnetic materials through a generator |
WO2011056869A2 (en) | 2009-11-03 | 2011-05-12 | Causwave, Inc. | Multiphase material generator vehicle |
KR101091197B1 (ko) | 2009-11-19 | 2011-12-09 | 한국전기연구원 | 개방형 초전도 마그네트를 이용한 자기분리 장치 |
KR101938457B1 (ko) * | 2016-11-30 | 2019-01-15 | 한국광해관리공단 | 연속식 전자석 자력선별기 |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125287A patent/JP3513597B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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