JPH03500382A - フェロハイドロスタティック分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 フェロハイドロスタティック分離様 技術分野 本発明は鉱物資源の選鉱分野に関するものであり、さらに詳しくはフェロハイド ロスタティック（Ｐｅｒｒｏｈｙｄ−ｒｏｓｔａｔｌｃ）分離機に関するもので ある。

本発明は、非鉄冶金において、非磁性非鉄スクラップを比重に従って分離するた めに最も有効に使用される。

また本発明は採鉱分野において、選鉱に使用される。

背景技術 現今の世界的な非鉄金属に対する需要の増大を背景として、採取された非鉄金属 鉱石中の有価成分含有量の低下傾向がますます現実となっている。その結果、電 子工業および若干の型の電子ケーブルから出た多成分非鉄金属スクラップの利用 率の増大が必要となった。しがし、このようなスクラップ分離用の特殊装置が市 販されていないので、非鉄金属の不足に対抗するためにスクラップを十分に利用 する事が不可能である。

日本および米国のいくつかの会社は、粉砕された非鉄金属スクラップを実験タイ プのフェロハイドロスタティック分離機において比重に従って分離する技術と調 査においである程度成功している。

日本の会社「日立製作所」は、灯油とオレイン酸被覆された粒径１００人のマグ ネタイト粒子の分散相とから成る強磁性液を満たした容器と、電磁システムとを 備え、前記の容器が電磁システムの極間スペースの中に配置されるように成され た実験的フェロハイドロスタティック分離機の中で自動車のスクラップから非鉄 金属、すなわちアルミニウム、亜鉛、銅を回収している。この容器は、６−２５ ｍｍの粒径の自動車スクラップを供給する装置を備える。

この分離機はスクラップからアルミニウムを効率的に回収する事ができない。ア ルミニウムの回収率は８０％であるが、スクラップ中のアルミニウムの２０％は 銅および亜鉛との混合物として回収され、従って汚染されている。

米国の政府機関は、工業廃棄物および家庭廃棄物の焼却によって得られた機械的 混合物から非鉄金属を回収するフェロハイドロスタティック分離機の実験型を開 発しテストしている。

この分離機は、電磁システムの極間スペースの中に配置された容器を含み、この 容器は、７−２０％のオレイン酸を添加したケロシン中のマグネタイト懸濁液か ら成る強磁性液を満たされる。強磁性液の表面を分離された混合物粒子の除去方 向に傾斜させるように、この電磁システムの磁極が水平面に対して傾斜されてい る。この分離機は、分離される混合物を供給するために容器に取り付けられた装 置と、分離された粒子を排出する装置とを備える。

この分離機においては、５８．５％のＡ１と、１４．８％のＺｎと、１９．７％ のＣｕと、さらに鉛、錫および酸化ケイ素の粒子を含有する混合物が分離された 。分離されたアルミニウムは５．５％のＣｕと、１０．７％のｐｂとによって汚 染されていたので、この分離機はアルミニウムの効率的な回収を保証する事がで きなかった。このような低級生成物は追加的分離処理のためにさらに経費を必要 とするので、処理コストが高い。

ソ連においては、非鉄金属の鉱石の選鉱効率と鉱物組成を急速に分析するフェロ ハイドロスタティック分離機が開発され市販されている。しかしこの分Ｍ機は周 期的に作動し、生産量が低い（５０）ｃｇ／ｈ）。

また類似比重の粒子、例えば黄銅と銅粒子を含む非鉄金属スクラップの混合物を 分離するためのフェロハイドロスタティック分離機が業界公知である（ＳＵ、Ａ 。

７８２８７０参照）。

この分離機は、２極を有し極間スペースの中において垂直方向と横方向に変動す る強さを示す磁界を形成する電磁システムと、極間スペースの中に配置され、極 に取り付けられた強磁性液を収容した容器とを含み、前記磁界強さは、垂直方向 に極の下部の最大値から極の上部の最小値に変動し、横方向に極における最大値 から極間スペースの長手刃軸線の最小値まで変動する。容器の側壁は非磁性物質 のプレートから成り、容器の底部は磁極に固着した分離生成物粒子のコレクタの 形を成す。磁気システムの磁極は軽量粒子の運動方向に傾斜される。分離機中の 強磁性液の表面に対して混合物を供給するため、装入ホッパに連結され磁極に固 着されたフィーダ装置が備えられる。このフィーダは、磁力線に沿った混合物装 入区域を画成する。

補助極が強磁性液の表面上方に配置されて、磁気システムの磁極に対して取り付 けられ、容器の長手刃軸線に沿って延在する。この補助極の発生する磁界と磁気 システムの磁極の発生する磁界との相互作用の結果、極間スペースにおいて強磁 性液の表面が凹形となる。補助極の配備の故に、極間スペース中の磁界強さの一 定のグラジェント区域が増大する。極間スペースの垂直軸線に沿って磁界の一定 グラジエント（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を生じるため、各磁極の下部に磁気パッドが 配備され、極間スペースの長手刃軸線に沿フて延在する。分離された製品のコレ クタは垂直仕切り壁体を備えて、混合物の分離粒子の混合を防止する。

前記のフェロハイドロスタティック分離機において実施される非鉄金属スクラッ プの機械的混合物の分離プロセスは、極間スペースの垂直軸線に沿った一定グラ ジェントの故に、混合物粒子の分離品質を改良するのに役立つＯ しかし強磁性液の凹形面は混合物粒子の移動を防止し、従って分離機の生産力を 低下させる。従ってこの公知のフェロハイドロスタティック分離機は、約５０１ ｗ／ｈの低生産力の故に、急速分析のためにのみ使用する事ができる。

また特許ＤＥ、Ｃ２，３３２１１０２に開示のフェロハイドロスタティック分離 機の設計においては、混合物の分離品質の改良が試みられている。

このフェロハイドロスタティック分離機は、２極を有する電磁システムと、極間 スペースの中に配置され、極に取り付けられた強磁性液を収容した容器とを含み 、前記電磁システムの構造において極間スペースの中に磁界を形成し、この磁界 強さは、垂直方向に極の下部の最大値から極の上部の最小値に変動し、横方向に 極における最大値から極間スペースの長手刃軸線の最小値まで変動する。この容 器は分離された混合物粒子を分割するための仕切り壁体を備え、この仕切り壁体 は、粒子の重力ベクトルに対して鋭角に延在するプリズムの１面に沿って運動す るように液体層の中に取り付けられる。プリズムの底部は容器の側壁に対して固 着される。強磁性液の見掛は比重より低い比重の粉子が強磁性液層を通して移動 しなければならないので、仕切り壁体を移動させる必要がある。また先行技術の 分離機は、強磁性液の上方に配置され磁極に固着された機械的混合物供給装置と 、分離された粒子を、排出するため前記容器に連結された装置とを含む。磁極は 軽量粒子の運動方向に傾斜されている。

混合物供給装置は少な（とも一方の磁極の長手刃軸線に対して直角に延在し、極 間スペース中への混合物装入区域が磁力線に沿って配向される。

重力と、静水圧の力と、浮力（アルキメデス力）とが、混合物装入区域において 強磁性液中の混合物粒子に作用する。装入区域中に配置された混合物粒子は、静 水圧の水平成分の作用のもとに圧縮力を受けるので、浮遊物の形成により分離品 質が阻害される。その結果、分離機の生産力の大幅な低下を生じる。装入区域を 磁力線と平行に配向するこの混合物供給装置の配置において、粒子を強磁性液の 表面に沿って、すなわち極間スペースの長手刃軸線に沿って搬送する条件が損な われ、強磁性液の見掛は比重が重量粒子の比重より低い極間スペース区域の中へ の重量粒子の移動を妨げる。

この先行技術のフェロハイドロスタティック分離機の構造は、粒子が類似の比重 を有するアルミニウム合金スクラップの機械的混合物の分離品質を高めるので、 その分離生成物を高品質アルミニウム合金の製造に使用する事ができる。しかし 前記のフェロハイドロスタティック分離機の生産力は非常に低く、この故に広く 商業的に利用されていない。

〔発明の開示〕

本発明の目的は、生産力の急激な増大と機械的混合物の分離品質の向上を保証す る事のできる磁力線に対する装入区域の配向を生じるように混合物供給装置を配 置したフェロハイドロスタティック分離機を提供するにある。

この目的から、２極を有する電磁システムであって、この構造において極間スペ ースの中に磁界を形成し、この磁界強さは垂直方向に極の下部の最大値から極の 上部の最小値に変動し、横方向に極における最大値から極間スペースの長手刃軸 線の最小値まで変動する電磁システムと、極間スペースの中に配置され、極に取 り付けられた強磁性液を収容した容器と、強磁性液の表面上方に配置され少なく とも一方の極に連結された機械的混合物供給装置と、容器に連結された混合物の 分離粒子の除去装置とを含むフェロハイドロスタティック分離機において、本発 明によれば、前記混合物供給装置は、極間スペースの長手刃軸線に沿って延在し 、強磁性液の表面上に、極に沿って磁力線に対して横方向に延在する混合物装入 区域を画成するフェロハイドロスタティック分離機が提供される。

このような機械的混合物供給装置の構造は、混合物装入区域を拡大する条件を与 える。公知のように極間スペースの長手刃サイズはその横方向サイズの数倍だか らである。これにより、本発明によるフェロハイドロスタティック分離機の生産 力が大幅に増大される。混合物装入区域を磁力線に対して横方向に配向する事に より、静水圧の水平成分の作用で粒子を装入区域から急速に除去し、新たに供給 される混合物のスペースを生じる事ができる。

このようなフェロハイドロスタティック分離機においては、静水圧の水平成分の ベクトルが粒子運動速度のベクトルと一致し、浮遊物の形成を防止するので、強 磁性液中の粒子搬送条件が改良される。これは混合物の分離品質を改善し、また フェロハイドロスタティック分ＭｔｉＡの生産力を増大させる。

粒子装入区域が、極間スペースの中において、磁極のすぐ近傍に配置される事が 好ましい。

装入区域のこのような配置は、最大値の静水圧水平成分が各粒子に作用するので 、粒子除去プロセスが強化される。

本発明のフェロハイドロスタティック分離機は、粒子の搬送条件が改良されるの で、粒子は相異なる見掛は比重の強磁性液の複数の区域の中を移動する事ができ 、類似の比重値を有する粒子の分離品質を向上させることができる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明によるフェロハイドロスタティック分離機の垂直断面図、 第２図は本発明に他の実施態様によるフェロハイドロスタティック分離機の斜視 図、 第３図は本発明のさらに他の実施態様のフェロハイドロスタティック分離機の垂 直断面図である。

発明を実施するための最良の形態 機械的混合物の分離、例えば４０＋ｎ＋ｓまでの粒径を有する家庭用電子機器の スクラップおよび鉛被覆廃棄物の分離用に設計された本発明のフェロハイドロス タティック分離機は、２極Ｎ−Ｓを有する電磁システム１（第１図）と、極間ス ペース２の中に配置され極Ｎ−Ｓに取り付けられた強磁性液４の容器３とを含み 、前記電磁システム１の構造において極間スペース２の中に磁界を形成し、この 磁界強さＨは、垂直方向に極ＮおよびＳの下部の最大値から極の上部の最小値に 変動し、横方向に極ＮとＳにおける最大値から極間スペース２の長手刃軸線の最 小値まで変動する。

容器３は、機械的混合物の分離粒子の排出を促進するため振動装置（図示されず ）を備える。またこのフェロハイドロスタティック分離機は強磁性液４の表面の 上方に搭載された混合物供給装置５を備える。この装置５は極間スペース２に沿 って延在して、強磁性液４の表面上に混合物装入区域６を画成する。この装入区 域６は極Ｓに沿って延在し、この極の近傍において磁力線７の横方向に走る。混 合物供給装置５は磁極Ｓに取り付けられた箱型ケーシング８を含む。このケーシ ングの側壁に対して、上下に配置された傾斜そらせ板９の形の固定部材が固着さ れている。強磁性液４の表面に隣接した傾斜そらせ板９の排出縁１０が磁極Ｓに 向けられている。

またこのフェロハイドロスタティック分離機は容器３に連結された混合物粒子除 去装置１１を有する。この装置１１は、混合物供給区域から最も離れた区域にお いて、容器３の側壁に取り付けられた平坦部材１２から成り、この平坦部材１２ の末端部分が容器３の末端から突出して重い粒子の排出チャンネル１３と、軽い 粒子除去用チャンネル１４とを画成する。磁気システム１の磁極Ｎ−８がヨーク １５に固着されている。説明の便宜上、混合物の重い粒子を黒丸で示し、軽い粒 子を白丸で示す。

このフェロハイドロスタティック分離機は下記のように作動する。

電流が磁気システム１（第１図）の界磁巻線（図示されず）に電流が供給された 時に、極間スペース２の中に不均一な磁界が形成されて、強磁性液４に作用し、 この強磁性液４は磁界強さＨのグラジェントを特徴とし、そのベクトルはｙ軸に 沿って極Ｎ−３間の最小間隔に向けられている。強磁性液４は見掛は比重ρａを 得る。

つぎに箱型ケーシング８を通して混合物を供給する。

混合物は傾斜そらせ板９に沿って移動し、最後のそらせ板９の縁１０から強磁性 液４の表面の装入区域の中に落ちる。静水圧の水平成分の作用で、混合物粒子は 急速に装入区域から除去されて、新しく供給される混合物のスペースを明け、極 間スペース２の軸方向面に向かう。強磁性液４の見掛は比重ρａより低い比重を 有する混合物粒子は強磁性液４の表面に沿って移動し、強磁性液４の見掛は比重 ２８以上の比重を有する粒子は重力作用Ｆｇの作用で強磁性液４の中に沈む。

その結果、静水圧の水平成分のベクトルが粒子の移動速度のベクトルと一致する ので、強磁性液４の中の粒子の移動条件が改良され、浮遊体の形成を防止する。

この事は混合物の分離品質を改良するのに役立ち、その結果としてフェロハイド ロスタティック分離機の効率が増大する。表面の粒子はチャンネル１４に向かっ て移動し、そこから分離粒子除去用装置１１によってそれぞれのコレクタ（図示 されず）に排出される。沈んだ粒子は容器３の振動作用のもとにチャンネル１３ に移動し、そこからコレクタ（図示されず）の中に排出される。

大きな比重差（３０％以上）を有する非鉄金属混合物、例えばアルミニウム／鉛 、銅およびその他の金属組合せの見られるケーブルスクラップを分離するために は、第２図に図示のフェロハイドロスタティック分離機を使用する事が好ましい 。

このフェロハイドロスタティック分離機は前記のものと同様であるが、この実施 態様の混合物供給装置５が磁極Ｎ−Ｓに搭載された箱形ケーシング１６から成る 。このケーシングの内部は仕切り板１７によって部分され、この仕切り板がそら せ板１８を担持する。またケーシング１６の側壁に対して分離部材が取り付けら れる。これらの分離部材は傾斜そらせ板１８の形を成し、上下に配置される。そ らせ板１８の排出端部１９は強磁性液４の正面に隣接し、一方の縁は磁極Ｓに向 けられ、他方縁は磁極Ｎに向けられる。

ケーシング１６は磁極Ｎ−５に対して２個の搭載ブラケット２０によって固着さ れている。この磁気システム１は２個の界磁巻線２１を有し、各巻線はヨーク１ ５の上に搭載され、このヨークは基礎上に設置されたフレーム２３に対してアー ム２２によって固着されている。ケーシング１６は強磁性液４の表面上方に配置 され、極間スペース２の軸線に沿って延在する。このケーシング１６は、磁力線 ７の横方向に延在する２つの混合物装入区域６，６ａを画成する。

このフェロハイドロスタティック分離機は前記と同様に作動する。混合物の装入 は箱形ケーシング１６を通して実施される。そらせ板に沿って移動する粒子は最 後のそらせ板１８の縁１９から、強磁性液４の表面の装入区域６．６ａの中に落 ちる。装入区域６は磁極Ｓに近く、装入区域６ａは磁極Ｎに近い。２つの装入区 域６，６ａを備える事により、フェロハイドロスタティック分離機の生産量を３ ｔ／ｈまで増大させる事ができる。

第３図に図示のフェロハイドロスタティック分離機の実施態様において、混合物 供給装置５は任意適当な型のコンベア・ベルト２４の形を成し、磁極Ｓのすぐ近 傍において極間スペース２に沿って配置された装入区域を画成する。

このフェロハイドロスタティック分離機は前記のものと同様に作動する。

産業上の利用可能性 本発明のフェロハイドロスタティック分離機は、非磁性非鉄スクラップ金属を比 重に従って分離する非鉄冶金分野において最も有効であり、また鉱石の選鉱のた めに採鉱分野において使用する事ができる。

本発明のフェロハイドロスタティック分離機は、粉砕されたケーブルスクラップ および鉛被覆された廃棄物（金属混合物：銅−鉛、アルミニウムー鉛）を分離す る際に最大］％まで重量生成物で汚染されたアルミニウムまたは銅などの軽量生 成物、および少なくとも２％まで軽量生成物によって汚染された鉛などの重量生 成物を３ｔ／ｈの生産量で、毎時９．５ｋｗの消費電力で分離する事ができる。

このような非鉄金属混合物の分離の結果、得られた生成物から高品質の合金を鋳 造する事ができる。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２極Ｎ−Ｓを有する電磁システム（１）であって、この構造において極間ス ペース（２）の中に磁界を形成しこの磁界強さＨは垂直方向に極ＮおよびＳの下 部の最大値から極の上部の最小値に変動し、横方向に極ＮとＳにおける最大値か ら極間スペース（２）の長手方軸線の最小値まで変動する電磁システム（１）と 、極間スペース（２）の中に配置され極Ｎ−Ｓに取り付けられた強磁性液（４） を収容した容器（３）と、強磁性液（４）の表面上方に配置され少なくとも一方 の極（Ｎ，Ｓ）に連結された機械的混合物供給装置（５）と、容器（３）に連結 された混合物の分離粒子の除去装置（１１）とを含むフェロハイドロスタティッ ク分離機において、前記混合物供給装置（５）は、極間スペース（２）の長手方 軸線に沿って延在し、強磁性液（４）の表面上に、極（Ｎ．Ｓ）に沿って磁力線 （７）に対して横方向に延在する混合物装入区域（６，６ａ）を画成することを 特徴とするフェロハイドロスタティック分離機。 ２．前記の混合物装入区域（６，６ａ）は、極間スペース（２）の中において、 極（Ｎ，Ｓ）にすぐ隣接して延在することを特徴とする請求項１に記載のフェロ ハイドロスタティック分離機。