JP4385469B2 - フェライト磁石を含む構造物の分別方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フェライト磁石・その構造物の分別方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は例えば特開昭５３−３５１９７号公報に記載の磁石の脱磁方法である。ボンド磁石の脱磁を低温中で脱磁界を加えることにより、脱磁を容易にすることを目的にしている。図中、（ａ）（ｂ）は被脱磁磁石１０１を脱磁するための構成を示したもので、（ｂ）は（ａ）中Ｂ方向から見た図を示す。樹脂中にフエライト系磁石を混入した被脱磁ボンド磁石１０１、を−２０℃位の低温に保ちながら、脱磁場発生ヨーク１０２、１０２’、励磁用巻線１０３を用いて外部から交番脱磁界を加える。または、被脱磁ボンド磁石を漸減する直流磁界中で回転させたり、漸減する回転磁界中に置く。上記の方法によると大きな磁界を必要とせず、容易に脱磁が行える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
廃電気・電子機器のリサイクルプラントにおいて、フェライト磁石の自己磁化によりプラント機器・構造体への磁気吸引付着により、例えば、穿孔を有する分級機の孔の周辺に磁気吸着することにより孔を塞ぐ等して、プラント機器の能力低下、引いては、稼働を停止させるなどの不具合が生じていた。このため、フェライト磁石の有効な減磁、すなわち、磁気吸着が防止できる程度に自己磁化を減じられる方法を鋭意調査検討した結果、内部磁界が減じられる温度に冷却する処理を行う方法が有効であることをを発見した。
【０００４】
上述した従来の方法、装置では交番磁界を用いるか或いは磁界中で回転させるなどして脱磁を行っていたが、廃電気・電子機器等のリサイクルプラントの工程で回収、取り扱われるフェライト磁石は、大きさ、形状など様々であり、且つ、モータ等ではフェライト磁石がヨーク（軟磁性）と構造物を形成しヨークが磁気シールド体と化すために、これらに合わせた脱磁装置を作成することは実質的に困難である問題点があった。また、本発明の対象となるフェライト磁石は取り扱われる量が大量であるために一括して処理できる構成であることが必要であり、従来装置ではこれが実質的に困難である問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、分別プラントにおける不具合、すなわち自己磁力によるプラント構造体への吸着による目詰まり等の発生を実質的に解消したフェライト磁石・その構造物の分別方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わるフェライト磁石を含む構造物の分別方法は、フェライト磁石を含む構造物を破砕する工程の後に磁気分離する工程を有する分別方法であって、前記磁気分離する工程の少なくとも前段に前記フェライト磁石の磁石動作点における内部磁界が減じられる温度に冷却する工程を備えるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明におけるフェライト磁石を含む構造物の分別方法は、磁石動作点における内部磁界が減じられる温度にフェライト磁石・その構造物を冷却するようにしたので、それが実プラントの周辺温度に晒された時、冷却前に比較して自己磁化に大きな減少が起こり、これにより、以降の工程においてフェライト磁石・その構造物が自己磁化によりプラント機器・構造体に吸着することが実質的に解消された分別方法となる。
また、従来例のように外部から磁界を印加する方式では、軟磁性体に囲まれたフェライト磁石を脱磁することは軟磁性体の磁気シールド効果により困難であるが、本発明では磁気回路を組んだ磁石についても効果的に減磁でき上記問題点が実質的に解消できる。
【０００８】
図７を用いて詳しく説明する。図７中の太い実線は、各温度におけるフェライトの減磁曲線である。モータやスピーカなどの電気機器では、通常の使用温度の範囲内におけるヒートサイクルにより性能が劣化しないように、磁石パーミアンスPcは-20℃においても同温度での減磁曲線における屈曲点201'以上の領域に設定されている。このため、仮に+20℃から-20℃まで冷却したとしても動作点はB1からB1'に移るのみで、屈曲点201'を超えた移動は起こらない。このことは、温度を+20℃に戻すと再び磁石の動作点はB1に復帰することを示しており、減磁が起こらないので、従来はフェライト磁石を減磁するために-20℃の冷却とともにさらに減磁磁界を外部から印加して強制的に屈曲点を超えさせる手法を取っていた。この手法は磁石単体の減磁には有効であるが、電気機器に組み込まれた磁石については、周囲を取りまく軟磁性のヨーク等が外部磁界を遮蔽して効果的な減磁が行えない問題があった。
【０００９】
これに対して本発明の減磁手法では、さらなる低温、たとえば-150℃まで冷却することにより磁石の減磁曲線を図中のようにより低保磁力・高残留磁化側へシフトさせる。これにより、磁石の動作点はB1から屈曲点201"を超えたB2に移り、その結果、不可逆的な減磁が起り、この状態から仮に+20℃に戻すと最終的に点B3まで減磁する。すなわち、本発明は、磁石動作点が減磁曲線上の屈曲点を超える温度に冷却することにより不可逆的な減磁を行うもので、外部減磁磁界を利用しないため、磁石が組み込まれた電気機器に対しても効果的に減磁できる特長を有する。なお、点B3の位置は幾何学的に次のように求めることができる。各温度における減磁曲線上の屈曲点の接線PRと、原点Oからμoの傾きで引かれた線分との交点をTとし、直線TB2が+20℃の減磁曲線と交わる点Qを求める。点Qを始点としてフェライト磁石がもつリコイル透磁率の傾きで直線を引き、パーミアンス線Pcとの交点をとれば、B3が求まる。このときの磁石内部磁化の減磁率pは、点B1における磁束密度をb1、点B3における磁束密度をb3とすれば、p=（b1−b3）／b1×100（%）である。
【００１０】
【実施例】
実施例１．
本実施例では、直径1.2cm、長さ0.48cmの異方性Baフェライトを中心軸方向に着磁した後に所定の温度に冷却処理し、低温減磁による磁気吸着能を調べるために、これを図１に示す分級装置のドラム面に磁気吸着させた。図１は分級装置の概略構成を示したもので、表面に孔２を有するドラム１の投入口３に上記被分級物を投入し、孔２の大きさに応じて被分級物が分級される。試験ではドラム１（半径1m）を所定の回転数で回転させて、ドラム面に吸着させた磁石の内、何％がドラム面から離れるか計測した。 尚、使用したBaフェライトは20℃において(BH)max=3.8GOe、Br=0.4T、iHc=2kOeの特性を有している。
【００１１】
図２に、各所定の温度（100℃〜−173℃）で熱処理した磁石において、ドラムの回転数（rpm）と分離率（分離量／全量×100%）の関係を調べた結果を示す。図から、−20℃〜100℃の範囲では、実施したドラム回転数（〜90rpm）の範囲において、分離率は明確な差を示さなかった。しかし、所定の温度（本実施例では−60℃）以下に冷却した磁石を使って調査したところ、分離率が著しく向上することが判った。すなわち、所定の温度以下に冷却することにより、磁石の減磁率が大きくなり、分離が進む。
【００１２】
実施例２．
本実施例では、フェライト磁石・その構造物の分別方法として、フェライト磁石・その構造物を破砕する工程および磁石動作点における内部磁界が減じられる温度に冷却する工程を有し、その後に磁気分離する工程からなる構成の検討を行った。
【００１３】
フェライト磁石は各種モータから取り出したバリウムフェライト、ストロンチウムフェライトおよびヨーク等が付着した構造物を利用した。
図３は、分別方法の流れを示した図で、構造物を粉砕する工程、粉砕された構造物を熱処理（冷却）する工程、粉砕物を磁気分離する工程を示している。
破砕工程は図３に示されるような破砕機を利用し、フィーダ(1)４から投入された構造物は、破砕後取り出し口５に集められ、その大きさは概ね1cm以下の粒径となった。
【００１４】
冷却工程は、図３に示されるような熱処理機を用いて行われた。前工程で粉砕された処理材６は断熱容器９に投入され、これに流量調整バルブ１０で調整された液体窒素１１の蒸発ガスをヒータ８で加熱して所定の温度となったことを温度計７で確認したガスを直接吹き付ける方法で行った。
【００１５】
磁気分離工程は、図３に示されるような磁気分離機を用い行われた。フィーダ(2)１２により投入され、ベルト１３で搬送された処理材のうち、フェライト磁石の粉砕物はドラム１６の内部円周部に設置された磁石の磁気吸引力により吸着され、シュータ(2)１５に集められる。他方非磁性の構造物は磁性ドラムに吸着せず、そのままシュータ(1)１４に集められる。
磁性材であるフェライトとヨークの分別は、フェライトは酸化鉄が主成分で抵抗が高い、ヨークは金属鉄が主成分で抵抗が低いことを利用した。即ち、磁性ドラムに磁気吸引されて磁気選別されたフェライトとヨークの磁性材が非磁性ドラム１９から離れてシュータ(2)１５に収集される途上、交流磁界を発生する交流選別機１７の磁界による電磁誘導反発力により、ヨークは弾かれてシュータ(3)１８に収集され、一方、フェライトは実質的に電磁誘導が無視できるためそのまま落下し、シュータ(2)１５に収集される。
従って、フェライト構造物に対して、非磁性構造物はシュータ(1)１４へ、磁性構造物の内、フェライト磁石はシュータ(2)１５へ、ヨークはシュータ(3)１８へ収集することができた。
【００１６】
また、低温処理の工程を利用しない場合にはフェライト磁石・その構造物を破砕機に投入した際に自己磁化により破砕機に磁気吸着したまま出てこないものが有ったり、或いは、磁気分離機に投入した際に自己磁化により鉄製のホッパーに磁気吸着して磁気選別できないものが有り、磁気選別の効率が著しく低下した。尚、フェライト磁石・その構造物に非磁性のプラスチックを混合した混合物を本発明の分別方法にかけた結果、フェライト磁石・その構造物はシュータ(2)へ、プラスチックはシュータ(1)へ分別することができた。
以上から、冷却処理したフェライト磁石では自己磁力によるプラント構造物への吸着が実質的に解消され、磁気分離により分別することができることが判明した。
【００１７】
次に、冷却工程を破砕の前、後、および前後で配置することの効果確認を実施した。各温度処理されたフェライトについて、破砕機に投入した全量に対して磁気分離器でシュータ(2)１５に分別された分別量について結果を図４に示す。図において、◎、○、△および×は、分別率（シュータ(2)１５に分別された分別量／破砕機に投入したフェライト磁石全量）の程度を表し、各々、非常に良好（＞80％）、良好、効果有りおよび不可の判定結果を示す。実験結果から、破砕後に冷却処理する方法は破砕機に磁気吸着するものが発生するために分別率が低下すること、破砕前に処理する方法と破砕前後に処理する方法では有為差が無いことが判った。
【００１８】
また、図５に、分別試験を実施した代表的バリウムフェライトの残留磁化および保磁力の温度依存性を示す。この結果から、低温減磁は温度とともに徐々に大きくなることが推測できる。この減磁により磁気分離が利用できなくなることが考えられたが、低温処理後放置されたフェライトでは何の磁気吸着不具合も発生しなかった。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、フェライト磁石・その構造物を磁石動作点における内部磁界が減じられる温度に冷却するように構成したので、フェライト磁石・その構造物の自己磁化を効果的に減磁でき、プラント構造体への吸着不具合の無いフェライト磁石・その構造物の分別方法の効率が向上する効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１による分級機ドラムの外観を示す図である。
【図２】 この発明の実施例１による回転数と分離率の関係を示す図である。
【図３】 この発明の実施例２による破砕、冷却、磁気分離の各工程で利用した設備の外観を示す図である。
【図４】 この発明の実施例２による冷却処理温度、粉砕工程の位置をパラメータとした際の分別試験の結果を示す図である。
【図５】 この発明の実施例２によるフェライト磁石の各温度における残留磁化および保磁力を示す図である。
【図６】 従来の脱磁方法を説明するための図である。
【図７】 本発明の減磁法を詳細説明するための減磁曲線と磁石動作点を示した図である。
【符号の説明】
１ ドラム、 ２ ドラム孔、 ３ 投入口、 ４ フィーダ(1)、
５ 取り出し口、 ６ 処理材、 ７ 温度計、 ８ ヒータ、
９ 断熱容器、 １０ 流量調整バルブ、 １１ 液体窒素、
１２ フィーダ(2)、 １３ 搬送ベルト、 １４ シュータ(1)、
１５ シュータ(2)、 １６ 磁性ドラム、 １７ 交流選別器、
１８ シュータ(3)、 １９ 非磁性ドラム。

Claims (1)

1. フェライト磁石を含む構造物を破砕する工程の後に磁気分離する工程を有する分別方法であって、前記磁気分離する工程の少なくとも前段に前記フェライト磁石の磁石動作点における内部磁界が減じられる温度に冷却する工程を備えることを特徴とするフェライト磁石を含む構造物の分別方法。

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