JPH04281807A - 磁気分離装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属加工や機械部品の
摩耗などにより発生し加工油や洗浄液、油圧作動油等に
混入してくる磁性粒子、水に接触するタンクや配管内か
ら発生し水中に混入してくる錆、鉄バクテリアなどの磁
性粒子、あるいは鉱石を粉砕した粉体液中に含まれる磁
性有用金属（例：Ｎｉ，Ｃｏ等）および磁性体に含まれ
る有用金属（例：Ｇａ，Ｎｂ等）の粒子などの磁性粒子
を液体中から連続的に除去する磁気分離装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】現在産業の中核をなす製造業においては
液体中に混入する磁性粒子の除去は必要不可欠である。 例えば、製鉄業や金属工業、自動車等のプレス加工業に
おいては、その製品工程中で使用される洗浄水、圧延油
、冷却水、加工油等に混入する多量の磁性粒子が製品表
面の清浄度を悪化させ製品の疵発生原因にもなっている
。また、淡水、浄水等の処理設備においてもタンクや配
管から発生する錆や鉄バクテリアが水道水中の赤水など
の原因となりその除去のため大がかりな浄化槽や分離槽
が必要となり設備コストが増大している。また、山元に
おける鉱石中の磁性体を含む有用成分の濃化は、長年の
資源の開発により高濃度資源が減り低濃度資源の利用も
必要となってきた昨今の精錬業において益々必要となっ
ている。

【０００３】そこでこれら液中の磁性粒子を分離し濃化
して系外へ排出することは、製造業における製品品質や
水処理設備における設備コストの切下げ、有用金属の選
鉱等によい結果をもたらすこととなる。従来、液体中に
混入している磁性粒子の磁気分離装置としては永久磁石
を用いたマグネットロール型のものが有名である。これ
は連続的に回転するマグネットロール表面近傍に液体を
流しロール表面上に磁性粒子を吸着するものである。吸
着した磁性粒子はロールの回転に伴いロール表面に付着
したままスクレーパーに運ばれロール表面上から掻き取
られ分離される。この方法はロール表面近傍を遅い速度
で通過する磁性粒子しか除去できないため除去効率が低
い。また、スクレーパーによる掻き取り分離の効率が低
いことも問題である。

【０００４】また、特開昭５４−８６８７８号公報の如
く電磁石を用いた大型の磁気分離装置も有名である。こ
れはステンレスワイヤーなどの磁性細線から構成される
フィルターを電磁石により磁化させ、フィルター中に磁
性粒子を含む液体を通過させることにより磁性細線上に
磁性粒子を吸着分離する。その後、電磁石を切ることに
よりフィルターに懸かる磁界をなくし同時に逆洗水をフ
ィルター中に吹き込んで細線上に付着した磁性粒子を分
離し系外へ排出する。この方法はステンレスワイヤーを
強く磁化するため電磁石を用いねばならず装置コスト、
運転に伴う消費電力共に大きくなり経済的に不利である
。また、電磁石による磁界を切ってもステンレスワイヤ
ーには残留磁化が残っており磁性粒子の分離効率を高め
るには長いフィルター逆洗時間が必要であり装置稼動率
を低くしている。従って、液体中の磁性粒子を低コスト
高効率で除去し、しかも少ない時間で高効率に系外に排
出することのできる磁気分離装置が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した種々
の問題点を有利に解決する磁気分離装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、非磁性
ケーシング内に配置された強磁性アモルファス合金細線
から成るフィルターメディアを外部より磁化させ、ケー
シングに流入する浄化対象液体中の懸濁磁性粒子を吸着
除去する磁気分離装置において、ケーシング外部の着磁
装置をケーシングから脱着自在に設け、かつフィルター
メディア中に気体噴射管を設けて磁気フィルターを洗浄
する機能を具備してなる磁気分離装置にある。

【０００７】まず、本発明を鋼板洗浄工程に用いた浄化
システムについて図１を用いて説明する。例えば、鋼板
洗浄工程１６に用いられた洗浄液中には鋼板に付着して
いた磁性粒子が混入しており、該洗浄液は経路Ａ１　を
通って磁気分離装置１７に送られ磁性粒子を除去された
後、ポンプ２０にて圧送され経路Ａ２　を通って循環タ
ンク１８に溜められた後、再度鋼板洗浄工程に使用され
る。また、鋼板洗浄工程１６に用いられた洗浄液を経路
Ａ３　を通して循環タンク１８に溜め、経路Ａ４　，経
路Ａ２　を通してその途中の磁気分離装置１７にて浄化
することにより該循環タンク１８を浄化するという浄化
システムも行なわれている。

【０００８】いずれの浄化システムにおいても時間の経
過と共に磁気分離装置１７の磁性粒子除去性能が低下し
てくるため、定期的にあるいは除去性能低下度に応じて
逆洗と呼ばれる磁気分離装置１７のフィルター洗浄を行
なうこととなる。逆洗時は、経路Ｂ１　より逆洗液体（
水、洗浄油等）が、経路Ｂ２より逆洗気体（空気、蒸気
等）が投入され、両者からなる気液二相流によりフィル
ター逆洗が行われる。排出された磁性粒子は経路Ｂ３　
を通って排出タンク１９に溜められる。この方法を繰り
返し行うことにより、鋼板洗浄水中の磁性粒子を連続的
に高効率で除去している。

【０００９】図２（ａ）は本発明における磁性粒子除去
状態を示す説明図である。まず、浄化対象液体がポンプ
１により液供給配管２を通して強磁性フィルター３へ送
られる。同時にフィルター３は非磁性ケーシング４の外
部から着磁用マグネット５により着磁されており、図２
（ａ）中の矢印の如く液体がフィルター中を通過する間
に液体中に混入する磁性粒子は強磁性フィルター上に捕
獲される。浄化された液体は液戻し配管６を通して循環
タンクへ戻される。

【００１０】図２（ｂ）は本発明におけるフィルター逆
洗状態を示す説明図である。例えば、ポンプ１を停止さ
せることにより配管２を通してケーシング４中に満たさ
れている浄化対象液体を抜いた後、液供給配管２のバル
ブ１１を閉め逆洗液供給配管７によりケーシング４中に
逆洗液を満たし配管６のバルブ１２を閉める。その時、
図２（ｂ）の如くマグネット５をフィルター部から外し
同時に配管７から逆洗液を、逆洗気体供給配管８を通し
てノズル９から逆洗気体をフィルター３内に吹き込みフ
ィルターに付着した磁性粒子を気液二相流により押し流
し、廃液用配管１０を通して外部へ排出する。また、浄
化対象液体が水などでケーシング容量分の排出が許され
るならば、ケーシング内液の置換を行わず、バルブ１１
，１２を閉めマグネット５を外し、配管７から逆洗液を
ノズル９から逆洗気体を直接フィルター３中の浄化対象
液体に吹き込みフィルター逆洗を行うことも逆洗時間を
短くし装置稼動率の点で有利である。このフィルター再
生工程の後、再びフィルターは着磁され浄化対象液体か
らの磁性粒子除去を行い、これが繰り返される。

【００１１】本発明は、磁性粒子除去時に高い除去効率
を示すことのできるように強磁性フィルターにステンレ
スワイヤーの十数倍の磁化率を持つ磁気特性のよいアモ
ルファス合金細線を用いること、また、このアモルファ
ス合金細線はフィルター逆洗時にステンレスワイヤーの
十分の一の保磁力で残留磁気の小さいため、高いフィル
ター逆洗効率を示す点で有利なこと、フィルター逆洗時
に洗浄効果の大きい気液二相流を用いていることの３点
を大きな特徴としている。

【００１２】

【実施例】製鉄業の冷延鋼板製造プロセスにおいて、冷
間圧延の後工程である鋼板洗浄ラインで用いられている
洗浄水を本発明の磁気分離装置により浄化し、各種逆洗
方法におけるフィルター逆洗効率の評価を行った。また
、該洗浄水に対して各種磁気分離装置による連続浄化テ
ストを行い浄化能力の比較を行った。

【００１３】図３は、本発明の磁気分離装置における各
種逆洗方法に対する逆洗効率の変化を示したものである
。本発明の磁気分離装置にて該洗浄水の浄化を行い、フ
ィルター内に一定量の磁性粒子が蓄積されたところで、
逆洗液体として水を、逆洗気体としてはエアあるいは蒸
気を用いてフィルター逆洗テストを行なった。水のみに
よる逆洗では、逆洗効率が５０％程度であったが、水の
中にエアまたは蒸気を吹き込んだ気液二相流を逆洗流体
として用いた際には３分以内で１００％の逆洗効率を示
すことができた。このことは気液二相流の逆洗能力が高
くフィルター逆洗方法として有効であることを示してい
る。この逆洗条件は次の通りである。 フィルター内逆洗水流速……２．５ｍｍ／ｓｅｃエアお
よび蒸気吹込み圧力…３．０ｋｇ／ｃｍ２　逆洗時間…
……………………３分 図４は、該洗浄水に対して各種磁気分離装置を用いて連
続浄化テストを行った結果である。該ライン系内での磁
性粒子発生速度は１ｋｇ／ｈｒであり、洗浄水の浄化を
何も行わなければ磁性粒子濃度は増え続ける。該ライン
に対して各種磁気分離装置により洗浄水中の磁性粒子濃
度を低く維持することを試みた。これらのテストは全て
、循環タンクを洗浄して新しい洗浄水をタンクに注入し
た後行った。

【００１４】まず、マグネットロール型磁気分離装置に
よる浄化テストでは、もともと装置の持つ除去効率が低
いために洗浄水中の磁性粒子濃度は早い内に非常に高い
レベルに達してしまっている。また、電磁石とステンレ
スワイヤーを用いた磁気分離装置で磁性粒子除去時間６
０分、逆洗時間１０分、処理流量１０００／ｍｉｎ　で
テストを行った結果では、ステンレスワイヤーの残留磁
化が高いためにフィルターの再生が十分に行われず、時
間が経過するにつれてフィルターの目詰りが起こり磁性
粒子除去効率が低下し系内の磁性粒子濃度は徐々に増加
してしまっている。

【００１５】これに反して、本発明の磁気分離装置によ
るテストでは、磁性粒子除去時間６０分、逆洗時間３分
、処理流量４００／ｍｉｎ　で洗浄水の浄化を行ったと
ころ、図に示す如く系内の平衡濃度を約７０ｐｐｍ　と
非常に低いレベルに抑えることができた。これは本発明
の磁気分離装置においては磁化されたアモルファス合金
細線の磁性粒子除去効率の高いことに加えて、アモルフ
ァス合金細線と気液二相流の組合せによる高いフィルタ
ー逆洗効果により、フィルターの目詰りもなく常に高い
除去効率を維持していることを示している。

【００１６】

【発明の効果】本発明の磁気分離装置を用いると、様々
な液体中からそこに混入する磁性粒子を高効率でしかも
安定に低コストで除去することが可能となり、その効果
はきわめて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁性粒子の磁気分離システムを説明する概要説
明図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の装置構成を示す概要
説明図である。

【図３】本発明の磁気分離装置において各種逆洗方法に
対する逆洗効果の比較を示す説明図である。

【図４】本発明の浄化効果との従来の浄化方法の効果の
比較を示す説明図である。

【符号の説明】

１６　　鋼板洗浄工程 １７　　磁気フィルター １８　　循環タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　非磁性ケーシング内に配置された強磁
   性アモルファス合金細線から成るフィルターメディアを
   外部より磁化させ、ケーシングに流入する浄化対象液体
   中の懸濁磁性粒子を吸着除去する磁気分離装置において
   、ケーシング外部の着磁装置をケーシングから脱着自在
   に設け、かつフィルターメディア中に気体噴射管を設け
   て磁気フィルターを洗浄する機能を具備してなる磁気分
   離装置。