JPH09327635A - 磁気分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタ部の短時間の飽和や目詰まりを抑制す
ることにより、洗浄頻度を低減し且つ弱磁性懸濁物を効
率良く分離除去する磁気分離装置を提供する。 【解決手段】懸濁液７を中心軸方向に沿って案内する第
１の処理筒５と、この第１の処理筒５内に第１の処理筒
５の中心軸から側壁に向けて磁場の強さが増大する磁場
勾配を形成する一対の鞍型超電導磁石６，６と、第１の
処理筒５の下流側に連通状に設けられ第１の処理筒５の
中心部を軸方向に沿って流れる懸濁液のみを分岐する分
岐配管１５と、強磁場空間を形成する超電導ソレノイド
磁石２１と、強磁性体ワイヤから構成されたフィルタ部
２２を有し強磁場空間内に配設された第２の処理筒２０
とを備え、分岐配管１５の下流側を第２の処理筒２０に
連通状に接続せしめている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生活排水や工場廃
水等の懸濁粒子を含む懸濁液から磁気的な引力を用いて
懸濁粒子を分離除去する磁気分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般排水や下水、工場廃水等には、鉄や
金属等の重金属の酸化物や有機物やミネラル等の懸濁物
（懸濁粒子ともいう）が多量に含まれているため、その
ような懸濁粒子を含む廃液（懸濁液）から当該懸濁粒子
を分離除去することが排出処理において重要な作業の一
つとなっている。

【０００３】上述した懸濁粒子を分離除去する装置とし
て、懸濁粒子が有している磁性（強磁性、弱磁性）を利
用した装置がある。すなわち、磁性を有する懸濁粒子
（以下、磁性体粒子ともいう）を含む懸濁液に対して外
部から磁場（磁場勾配）を与え、その磁場勾配に基づく
磁気的引力により当該磁性体粒子を分離除去するもので
ある。

【０００４】磁気分離装置を用いる場合、懸濁液が工場
排水ならば懸濁粒子には鉄や重金属の酸化物、すなわち
磁性体が多いため問題ない。しかしながら、懸濁液が一
般排水や下水の場合には、その懸濁液に多量に含まれて
いる懸濁粒子は有機物やミネラル分等の非金属物質であ
るため、そのような非金属物質を磁気分離装置により分
離除去するには、まず少量の磁性粒子と凝縮剤を懸濁液
に投入し、磁性粒子を核とした凝集体（以下、磁性フロ
ックという）を作成する。そして、作成された磁性フロ
ックを含む懸濁液に対して磁気的引力を与えて当該磁性
フロックを分離除去している。

【０００５】ところで、このような磁気分離除去装置に
おいて、磁性体粒子に作用する磁気力Ｆ_m は、次式に示
すように磁場勾配と磁場の大きさに比例する。

【０００６】

【数１】 Ｆ_m ＝Ｖ_p χ_p ・Ｈ・ｇｒａｄＨ ……（１） ここで、Ｖ_p は懸濁粒子の体積、χ_p は懸濁粒子の磁化
率、Ｈは磁場の大きさ、ｇｒａｄＨは磁場Ｈの勾配を表
している。この（１）式から、磁性体粒子に作用する磁
気力は、懸濁粒子（磁性体粒子）の体積及び磁化率並び
に印加磁場及び磁場勾配の大きさに比例することが分か
る。したがって、上述した磁性体粒子の内、磁化が小さ
く且つ体積の小さい重金属粒子（例えば直径数ミクロン
の弱磁性体粒子）を分離するためには、大きな磁場勾配
を発生させ、さらに高磁場を印加して磁気力Ｆ_m を増大
させることが必要になる。

【０００７】上述した背景に基づいて、高磁場勾配及び
高磁場を得るために超電導ソレノイド磁石等の超電導磁
石を用いた磁気分離装置がある。

【０００８】この磁気分離装置の一例を図８に示す。図
８に示す磁気分離装置において、懸濁粒子を分離除去処
理する処理筒５０は、例えば３テスラ〜１０テスラとい
う常電導磁石の１０倍以上の大きな磁場（高磁場）を発
生する超電導ソレノイド磁石５１により形成される強磁
場空間内に設置されている。そして、この処理筒５０の
内部にはフィルタ部５２が設置されている。このフィル
タ部５２は、直径数十〜数百ミクロンの強磁性体ワイヤ
のメッシュを積層した構造のもの、又、スチールウール
により形成されたもの等がある（本例では、強磁性体ワ
イヤのメッシュを積層した構造で説明する）。

【０００９】このように構成した磁気分離装置によれ
ば、超電導ソレノイド磁石５１が励磁された状態で懸濁
液５３が処理筒５０下部から当該処理筒５０内部へ配管
５４を介して案内された懸濁液５３中の懸濁粒子は、上
述した強磁場空間により磁化されてる。

【００１０】一方、処理筒５０のフィルタ部５２の強磁
性ワイヤも、上述した強磁場空間により磁化されてお
り、当該フィルタ部５２の強磁性ワイヤの線径が細いた
め、その磁化された強磁性ワイヤは周囲に大きな磁場勾
配（高磁場勾配）を発生している。したがって、フィル
タ部５２を通過する懸濁液５３中の磁化された懸濁粒子
５５（磁性体粒子）の内、強磁性体粒子は言うにおよば
ず、磁化率や粒径の小さい重金属粒子でさえも、その高
磁場勾配に基づく強力な磁気的引力によりフィルタ部５
２に捕捉され、懸濁液５３から磁性体粒子５５が分離除
去される。

【００１１】磁性体粒子５５が分離除去され浄化した懸
濁液（浄化液）５６は、処理筒５０上部から配管５７を
介して流出される。

【００１２】このように、図８に示した超電導磁気分離
装置は、懸濁液５３内の懸濁粒子５５をフィルタ部５２
により捕捉する構成になっているため、上述した分離除
去作業を繰り返していくことにより、捕捉した懸濁粒子
５５がフィルタ部５２に堆積する。懸濁粒子５５がフィ
ルタ部５２に堆積すると、懸濁粒子５５の捕捉効率が低
下し圧損が上昇するため、定期的に処理筒５０内への懸
濁液５３の通液を中断し、超電導ソレノイド磁石５１を
消磁した後にフィルタ部５２の洗浄を行なっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】通常、高濃度の懸濁液
中に含まれる重金属類は少量であり、一方、鉄酸化物あ
るいは有機物（すなわち磁性フロック）は比較的多く含
まれている。

【００１４】したがって、この様な懸濁液から上述した
超電導磁気分離装置を用いて懸濁粒子を磁気分離する場
合、磁化の大きい鉄酸化物及び磁性フロック等の強磁性
体粒子は容易にフィルタ部に捕捉され、しかも当該強磁
性体粒子は懸濁液に多量に含まれていることから、フィ
ルタ部が短時間で飽和し、また目詰まりを起こしやすか
った。このため、頻繁にフィルタ部の洗浄を行なわねば
ならず、懸濁粒子の分離効率の低下及び洗浄作業の増加
に伴う人的コスト増等を招いてしまった。

【００１５】さらに、鉄酸化物や磁性フロック等の強磁
性体粒子は重金属粒子等の弱磁性体粒子に比べて捕捉さ
れやすいため、強磁性体粒子に比べて重金属粒子等の弱
磁性体粒子が分離除去されずに取り残される度合いが高
くなり、弱磁性体粒子の除去性能、言い換えれば超電導
磁気分離装置の分離性能を悪化させていた。

【００１６】本発明は上述した問題に鑑みてなされたも
ので、高濃度の懸濁物を含む懸濁液から当該懸濁物を分
離処理する磁気分離装置において、フィルタ部の短時間
の飽和や目詰まりを抑制することにより、洗浄頻度を低
減し且つ弱磁性懸濁物を効率良く分離除去する磁気分離
装置を提供することをその目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、本発明の磁気分離装置では、磁場勾配及び懸濁液を
案内する部分の構成を工夫して、懸濁液から強磁性体粒
子をフィルタ部を用いることなく分離除去することを可
能にし、また、強磁性体粒子と弱磁性体粒子とを個別に
分離除去することを可能にすることにより、上述したフ
ィルタ部の洗浄頻度の低減や弱磁性懸濁物の効率的な分
離除去を実現している。

【００１８】すなわち、請求項１及び２に記載した磁気
分離装置によれば、強磁性体粒子及び弱磁性体粒子が混
在する懸濁液から当該強磁性体粒子及び弱磁性体粒子を
分離処理する磁気分離装置において、前記懸濁液を中心
軸方向に沿って案内する第１の処理筒と、この第１の処
理筒内に当該第１の処理筒の前記中心軸から側壁に向け
て磁場の強さが増大する磁場勾配を形成する例えば第１
の処理筒を挟んで対向配置された一対の鞍型超電導磁石
等の磁場勾配形成部と、前記第１の処理筒の下流側に連
通状に設けられ当該第１の処理筒の中心部を軸方向に沿
って流れる懸濁液のみを分岐する分岐配管と、強磁場空
間を形成する例えば超電導ソレノイド磁石等の磁場空間
形成部と、強磁性体部材から成るフィルタ部を有し前記
強磁場空間内に配設された第２の処理筒とを備え、前記
分岐配管の下流側を前記第２の処理筒に連通状に接続せ
しめている。

【００１９】特に請求項３及び４に記載した磁気分離装
置によれば、強磁性体粒子が含まれた懸濁液から当該強
磁性体粒子を分離処理する磁気分離装置において、所定
の軸を中心にして螺旋状に配設され前記懸濁液を案内す
る配管と、この配管内に当該配管の外側壁から内側壁に
向けて磁場の強さが増大する磁場勾配を形成する、例え
ば前記配管の内側に前記所定軸と同軸状に当該配管の上
流側端部から下流側端部に渡って配設された第１の超電
導ソレノイド磁石と、この第１のソレノイド磁石より短
い軸長を有し、前記配管の外側に前記所定軸と同軸状に
配設された第２の超電導ソレノイド磁石とを備えた磁場
勾配形成部と、前記配管の下流側端部にそれぞれ連通状
に接続された第１及び第２の分岐配管とを備え、前記第
１の分岐配管により前記配管の中心軸を境にして内側壁
側を流れる懸濁液を分岐させ、前記第２の分岐配管によ
り前記配管の中心軸を境にして外側壁側を流れる懸濁液
を分岐させるようにしている。

【００２０】また特に、請求項５に記載した磁気分離装
置によれば、強磁性体粒子及び弱磁性体粒子が混在する
懸濁液から当該強磁性体粒子及び弱磁性体粒子を分離処
理する磁気分離装置において、所定の軸を中心にして螺
旋状に配設され前記懸濁液を案内する配管と、この配管
の外側壁から内側壁に向けて磁場の強さが増大する磁場
勾配を形成する磁場勾配形成部と、前記配管の下流側端
部にそれぞれ連通状に接続された第１及び第２の分岐配
管とを備え、前記第１の分岐配管により前記配管の中心
軸を境にして内側壁側を流れる懸濁液を分岐させ、前記
第２の分岐配管により前記配管の中心軸を境にして外側
壁側を流れる懸濁液を分岐させるように構成するととも
に、強磁場空間を形成する磁場空間形成部と、強磁性体
部材から成るフィルタ部を有し前記強磁場空間内に配設
された処理筒とを備え、前記第２の分岐配管の下流側を
前記処理筒に連通状に接続せしめている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００２２】（第１実施形態）本実施形態に係る超電導
磁気分離装置の構成を図１に示す。図１に示すように、
本実施形態の超電導磁気分離装置は、２段階に分けて懸
濁粒子を分離処理するための第１、第２の分離処理部
１，２を備えている。この第１の分離処理部１，第２の
分離処理部２は互いに隣接して併設されている。また、
第１、第２の分離処理部１，２の内、初段の第１の分離
処理部１は懸濁粒子の内、主に強磁性体粒子を分離除去
する機能を有し、次段の第２の分離処理部２は、主に弱
磁性体粒子を分離除去する機能を有している。

【００２３】初段の第１の分離処理部１は、強磁性体粒
子を分離処理する第１の処理筒（強磁性体懸濁物処理
筒）５を有し、この第１の処理筒５の周囲に当該第１の
処理筒５を挟むように一対の鞍型超電導磁石６，６（ソ
レノイド型超電導磁石に比べて形成される磁場勾配の強
度が若干弱い）を対向配置している。第１の処理筒５に
は、その上端部に懸濁液７を供給するための供給配管８
と、その下端部に当該第１の処理筒５で分離除去した強
磁性体粒子９を排出するための排出配管１０とがそれぞ
れ連通状に接続されている。供給配管８には、第１の処
理筒５内への懸濁液７の通液を制御する懸濁液通液制御
弁１１が設けられている。

【００２４】また、第１の処理筒５の下流側の中心軸を
含む中央部には、当該第１の処理筒５の中央部を流れる
懸濁液７を後段の第２の分離処理部２へ導くための分岐
配管１５が同軸状に設けられている。この分岐配管１５
は上流側上端部１５ａが開口端であり、その開口端の先
端は漏斗状に拡径されている。この分岐配管１５は、第
１の処理筒５の下流側中央部に中心軸に沿って所定長さ
配設されている。そして、その分岐配管１５は、第２の
分離処理部２側へ例えば直角に曲げられ、第１の処理筒
５の側壁を貫通して分離処理部２側へ延設されている。
また、分岐配管１５には、当該分岐配管１５を介して分
離処理部２側へ流れる一次処理液１６の通液を制御する
一次処理液制御弁１７が設けられている。

【００２５】一方、第２の分離処理部２は、従来型のフ
ィルタ部を用いた超電導磁気分離装置と略同等の構成で
ある。すなわち、第２の分離処理部２は、弱磁性体粒子
を分離処理する第２の処理筒（弱磁性体懸濁物処理筒）
２０を有し、この第２の処理筒２０は、超電導ソレノイ
ド磁石２１により形成される強磁場空間内に設置されて
いる。そして、この第２の処理筒２０の内部には、強磁
性体ワイヤのメッシュを積層した構造のフィルタ部２２
が設置されている。

【００２６】第２の処理筒２０には、その下端部に一次
処理液を供給するための供給配管２３が連通状に接続さ
れており、この供給配管２３には、常時閉制御された開
閉弁２４が設けられている。さらに、供給配管２３にお
ける第２の処理筒２０下端部と開閉弁２４との間の配管
部分には、第２の分離処理部２側へ延設された分岐配管
１５が連通状に配設されている。

【００２７】また、第２の処理筒２０には、その上端部
に排出配管２５が連通状に接続されている。この排出配
管２５は、第２の処理筒２０により弱磁性対粒子２６が
分離除去処理された後の処理液２７を排出するようにな
っている。

【００２８】次に本構成の作用について説明する。

【００２９】今、図２に示すように、第１の処理筒５の
中心軸をｚ軸とし、対向する鞍型超電導磁石６，６の中
心Ｏを通り、ｚ軸に直交し且つ互いに直交する２つの軸
をそれぞれｘ軸，ｙ軸とする（ｘ軸を鞍型磁石内を貫通
する方向とする）。

【００３０】対向する鞍型超電導磁石６，６において、
その一方（図２において手前側）の鞍型超電導磁石６に
対して時計回りに通電し、他方（図２において向こう
側）の鞍型超電導磁石６に対して反時計回りに通電する
と、図３の矢印に示すように、第１の処理筒５の中心軸
（ｚ軸）に直交する（ｘ，ｙ）平面（断面）内に四重極
磁場が発生する。そして、この四重極磁場により、図３
に示すように、（ｘ，ｙ）平面（断面）内において、ｙ
軸方向に沿って第１の処理筒５の中心から離れていく方
向（すなわち、第１の処理筒５の中心軸から側壁方向）
に磁場が増大していく磁場勾配が形成される。

【００３１】この状態において、懸濁液７が供給配管８
を介して第１の処理筒５上部から当該第１の処理筒５内
部へ案内されると、その懸濁液７中の鉄酸化物や磁性フ
ロック等の強磁性体粒子は、上述した磁場勾配に従って
第１の処理筒５の側壁の方へ磁気力を受ける。その結
果、懸濁液７が第１の処理筒５の下部側へ到達する間に
は、多量の強磁性体粒子は第１の処理筒５の側壁付近に
濃縮されている。この多量の強磁性体粒子を含む懸濁液
７は、側壁付近を通って排出配管１０へ導かれ、排出処
理される。

【００３２】一方、第１の処理筒５の中央部の懸濁液７
中には、多量の強磁性体粒子が側壁方向へ分離されるた
め、残留した若干量の強磁性体粒子と重金属粒子等の弱
磁性体粒子が濃縮されていることになり、この多量の強
磁性体粒子が分離処理された一次処理液１６は、分岐配
管１５及び供給配管２３を介して第２処理筒２０下部か
ら当該第２の処理筒２０内部へ案内される。

【００３３】第２の処理筒２０内へ案内され、フィルタ
部２２を通過する一次処理液１６中に残留する磁化され
た弱磁性体粒子及び若干量の強磁性体粒子は、当該フィ
ルタ部２２の強磁性ワイヤから発生される高磁場勾配に
基づく強力な磁気的引力によりフィルタ部２２に捕捉さ
れる。この結果、一次処理液１６から弱磁性体粒子及び
若干量の強磁性体粒子が分離除去される。

【００３４】このような２段の分離除去処理により懸濁
粒子が分離除去され、当該懸濁粒子の含有率が既定値以
下になった、すなわち浄化された処理液（浄化液）２７
は、第２の処理筒２０の上部から排出配管２５を介して
排出される。

【００３５】以上述べたように、本実施形態によれば、
懸濁液７に多量に含まれる鉄酸化物や磁性フロック等の
強磁性体粒子９を第１の処理筒５内に形成される磁場勾
配によって予め分離しておき、フィルタ部２２では主と
して比較的少量の弱磁性体粒子２６を分離除去するよう
に構成したため、フィルタ部２２が短時間で飽和した
り、目詰まりを起こすことがなくなる。さらに、フィル
タ部２２では主として弱磁性体粒子を分離除去している
ため、弱磁性体粒子を非常に効率良く分離除去すること
ができる。したがって、フィルタ部の洗浄頻度を低減さ
せ、経済的且つ各種懸濁粒子の分離除去性能を向上させ
た超電導磁気分離装置を提供することができる。

【００３６】 なお、第１の処理筒５の周囲に対向配置し
た各鞍型超電導磁石６，６に流す電流の向きは、図２に
示したものに限られず、手前側の鞍型超電導磁石６に対
して反時計回りに通電し、向こう側の鞍型超電導磁石６
に対して時計回りに通電してもよい。この場合、発生す
る四重極磁場により、ｘ軸方向に沿って第１の処理筒５
の中心から離れていく方向（すなわち、第１の処理筒５
の中心軸から管壁方向）に磁場が増大していく磁場勾配
が形成されることになり、同様の効果を達成できる。

【００３７】また、本実施形態では、第１の処理筒５内
に磁場勾配を形成するために一対の鞍型超電導磁石を用
いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、要
は、第１の処理筒５内に当該第１の処理筒５の中心軸か
ら側壁方向に沿って磁場勾配を形成するような磁界を発
生する磁場発生装置（磁石等）であれば、いかなるタイ
プのものでもよい。

【００３８】（第２実施形態）本実施形態に係る超電導
磁気分離装置の構成を図４に示す。なお、本実施形態の
超電導磁気分離装置は、懸濁粒子として強磁性体粒子の
みが含まれている懸濁液から当該強磁性体粒子を分離処
理するための装置である。

【００３９】図４に示すように、超電導磁気分離装置
は、ある軸（図４中ｚ軸）を中心として螺旋状に配設さ
れた強磁性体懸濁物処理用配管３０を有している。この
配管３０の上流側端部（懸濁液入口）には強磁性懸濁粒
子３１が含まれた懸濁液を配管３０へ供給するための供
給配管３２が連通状に接続されている。また、配管３０
の下流側端部（懸濁液出口）には、当該配管３０におけ
る上記螺旋の中心軸（ｚ軸）側（内側）部分を流れる懸
濁液，及び配管３０における螺旋の中心軸（ｚ軸）と反
対側（外側）部分を流れる懸濁液，をそれぞれ分岐して
案内するための内側分岐配管３３及び外側分岐配管３４
がそれぞれ連通状に接続されている。

【００４０】一方、螺旋状に配設された配管部分全体の
内側に第１の超電導ソレノイド磁石３５を設けている。
この第１のソレノイド磁石３５は、螺旋の中心軸と同軸
状に、配管全体の上流側端部から下流側端部に渡って配
設されている。

【００４１】また、螺旋状に配設された配管部分全体の
外側に第２の超電導ソレノイド磁石３６を設けている。
この第２のソレノイド磁石３６は、第１のソレノイド磁
石３５に比べて短い軸長を有し、螺旋の中心軸及び第１
のソレノイド磁石３５と同軸状に配設されている。ま
た、第２のソレノイド磁石３６は、その中心が第１のソ
レノイド磁石３５の中心と略一致するように配置されて
いる。

【００４２】次に本構成の作用について説明する。

【００４３】今、図５に示すように、第１のソレノイド
磁石３５と第２のソレノイド磁石３６との間の間隔部分
の中心を通り、螺旋の中心軸（ｚ軸）に平行な軸をｚ1
軸とし、このｚ1 軸に直交し且つ互いに直交する２つの
軸をそれぞれｘ1 軸，ｙ1 軸とする（ここでは、図５に
おける左右方向をｙ1 軸とする）。

【００４４】同軸状の第１のソレノイド磁石３５及び第
２のソレノイド磁石３６に対して、それぞれ図５に示す
向き、すなわち第１のソレノイド磁石３５には配管３０
の上流側から見て反時計回りに、第２のソレノイド磁石
３６には配管３０の上流側から見て時計回りに通電する
と、図５の矢印に示すように、第１のソレノイド３５と
第２のソレノイド３６との間の間隔における（ｙ1 ，ｚ
1 ）平面（断面）内に磁場が発生する。

【００４５】この磁場は、第２のソレノイドコイル３６
の軸長が第１のソレノイドコイル３５の軸長に比べて短
いため、第２のソレノイドコイル３６に近接する部分の
磁場強度よりも第１のソレノイドコイル３５側に近接す
る部分の磁場強度の方が強くなっている。すなわち、図
６に示すように、（ｙ1 ，ｚ1 ）平面（断面）内、言い
換えれば配管３０における（ｙ1 ，ｚ1 ）平面（断面）
内において、ｙ1 軸方向に沿って螺旋の中心軸（ｚ軸）
に向かう方向に磁場が増大していく磁場勾配が形成され
る。

【００４６】この状態において、懸濁液が供給配管３２
を介して配管３０に案内されると、その懸濁液中の鉄酸
化物や磁性フロック等の強磁性体粒子３１は、上述した
配管３０内における磁場勾配に従って螺旋の中心軸方向
へ磁気力を受ける。その結果、懸濁液が配管３０の下流
側端部へ到達する間には、多量の強磁性体粒子３１は配
管３０の内側（内壁）付近に濃縮されている。

【００４７】配管３０の下流側端部（懸濁液出口）で
は、配管３０の内側を流れる強磁性体粒子３１が濃縮さ
れた懸濁液は内側分岐配管３３へ流出し、配管３０の外
側を流れる強磁性体粒子３１が分離された懸濁液（浄化
液）は、外側分岐配管３４を介して流出される。

【００４８】すなわち、本実施形態によれば、特に強磁
性体粒子を含む懸濁液から当該強磁性体粒子をフィルタ
部を用いることなく分離除去することができるため、フ
ィルタ部の洗浄が不要であり、目詰まりや分離除去効率
の低下の心配が不要な経済的で効率的な超電導磁気分離
装置を提供することができる。

【００４９】（第３実施形態）本実施形態に係る超電導
磁気分離装置の構成を図７に示す。図７に示すように、
本実施形態の超電導磁気分離装置は、第２実施形態の構
成に加えて、第１実施形態で説明した従来型のフィルタ
部を用いた超電導磁気分離装置を備えたものであり、強
磁性体粒子３１及び弱磁性体粒子２６を含む懸濁液７か
ら当該強磁性体粒子３１及び弱磁性体粒子２６を２段階
に分けて分離処理するように構成されている。

【００５０】すなわち、本実施形態の超電導磁気分離装
置は、第１の超電導ソレノイド磁石３５の内側に形成さ
れる強磁場空間内に、当該螺旋の中心軸と同軸状に処理
筒（弱磁性体懸濁物処理筒）２０Ａが設置されている。
そして、処理筒２０Ａの供給配管２３Ａには、外側分岐
配管３４が連通状に接続されている。なお、その他の構
成要素については、第１及び第２実施形態と略同様のた
め、その説明は省略する。

【００５１】本構成によれば、強磁性体懸濁物処理用配
管３０により強磁性体粒子３１が分離処理された一次処
理液は外側分岐配管３４及び供給配管２３Ａを介して処
理筒２０Ａ内へ導かれる。

【００５２】処理筒２０Ａ内へ導かれ、フィルタ部２２
Ａを通過する一次処理液１６中の磁化された弱磁性体粒
子２６は、当該フィルタ部２２Ａの強磁性ワイヤから発
生される高磁場勾配に基づく強力な磁気的引力によりフ
ィルタ部２２Ａに捕捉される。この結果、一次処理液１
６から弱磁性体粒子が分離除去され、その結果浄化され
た処理液（浄化液）２７Ａは、処理筒２０Ａの上部から
排出配管２５Ａを介して排出される。

【００５３】以上述べたように本実施形態によれば、懸
濁液中の強磁性体粒子を、強磁性懸濁物処理用の配管内
に形成される磁場勾配によって予め分離しており、フィ
ルタ部では主として比較的少量の弱磁性体粒子を分離除
去するように構成したため、フィルタ部の飽和や目詰ま
りを抑制し、弱磁性体粒子を非常に効率良く分離除去す
ることができる。フィルタ部の洗浄頻度を低減させ、経
済的且つ各種懸濁粒子の分離除去性能を向上させた超電
導磁気分離装置を提供することができる。

【００５４】さらに本実施形態によれば、２つの超電導
ソレノイド磁石の磁場空間を有効に利用できるため、コ
ンパクトな超電導磁気分離装置を提供することができ
る。

【００５５】なお、本実施形態においては、第１の超電
導ソレノイド磁石３５を強磁性体粒子分離除去用勾配磁
場及び弱磁性体粒子分離処理用勾配磁場の形成に兼用し
て構成したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、それぞれ別個の超電導ソレノイド磁石を用いてもよ
い。

【００５６】また、第１及び第３実施形態において、フ
ィルタ部を強磁性体ワイヤのメッシュを積層した構造と
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スチ
ールウールにより形成されたもの等、強磁性体部材から
成り周囲に高磁場勾配を形成可能なものであれば、いか
なる構造のものであってもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の磁気分離装
置によれば、懸濁液から強磁性体粒子をフィルタ部を用
いることなく分離除去し、また、強磁性体粒子と弱磁性
体粒子とを個別に分離除去するように構成したため、フ
ィルタ部の短時間の飽和や目詰まりを抑制し、洗浄頻度
を低減させることができる。また、従来取り残される度
合いが高かった弱磁性懸濁物を効率良く分離除去するこ
とができる。

【００５８】この結果、懸濁粒子の分離除去性能が向上
した磁気分離装置を人的コスト増なく提供することがで
きる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係わる磁気分離装置の
概略構成図。

【図２】第１実施形態における磁気分離装置の一対の鞍
型超電導磁石に対する通電方向を概略的に示す斜視図。

【図３】図２に示す通電方向に基づいて一対の鞍型超電
導磁石が形成する磁場勾配を模式的に示す図。

【図４】本発明の第２実施形態に係わる磁気分離装置の
概略構成図。

【図５】第２実施形態における第１のソレノイド磁石及
び第２のソレノイド磁石が当該第１のソレノイド磁石と
第２のソレノイド磁石との間の配管における（ｙ1 ，ｚ
1 ）平面（断面）内に形成する磁場を概略的に示す図。

【図６】第１のソレノイド磁石及び第２のソレノイド磁
石が（ｙ1 ，ｚ1 ）平面（断面）内に形成する磁場勾配
を模式的に示す図。

【図７】本発明の第３実施形態に係わる磁気分離装置の
概略構成図。

【図８】従来の磁気分離装置の概略構成図。

【符号の説明】

１ 第１の分離処理部 ２ 第２の分離処理部 ５ 強磁性体懸濁物処理筒 ６，６ 鞍型超電導磁石 ７ 懸濁液 ８、２３、２３Ａ、３２ 供給配管 ９ 強磁性体粒子 １０、２５、２５Ａ 排出配管 １１ 懸濁液通液制御弁 １５ 分岐配管 １６ 一次処理液 １７ 一次処理液制御弁 ２０ 第２の処理筒 ２０Ａ 処理筒（弱磁性体懸濁物処理筒） ２１ 超電導ソレノイド磁石 ２２、２２Ａ フィルタ部 ２４ 開閉弁 ２６ 弱磁性体粒子 ２７、２７Ａ 処理液 ３０ 強磁性体懸濁物処理用配管 ３１ 強磁性体懸濁粒子 ３３ 内側分岐配管 ３４ 外側分岐配管 ３５ 第１の超電導ソレノイド磁石 ３６ 第２の超電導ソレノイド磁石

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強磁性体粒子及び弱磁性体粒子が混在す
   る懸濁液から当該強磁性体粒子及び弱磁性体粒子を分離
   処理する磁気分離装置において、 前記懸濁液を中心軸方向に沿って案内する第１の処理筒
   と、この第１の処理筒内に当該第１の処理筒の前記中心
   軸から側壁に向けて磁場の強さが増大する磁場勾配を形
   成する磁場勾配形成部と、前記第１の処理筒の下流側に
   連通状に設けられ当該第１の処理筒の中心部を軸方向に
   沿って流れる懸濁液のみを分岐する分岐配管と、強磁場
   空間を形成する磁場空間形成部と、強磁性体部材から成
   るフィルタ部を有し前記強磁場空間内に配設された第２
   の処理筒とを備え、前記分岐配管の下流側を前記第２の
   処理筒に連通状に接続せしめたことを特徴とする磁気分
   離装置。
2. 【請求項２】 前記磁場勾配形成部は、前記第１の処理
   筒を挟んで対向配置された一対の鞍型超電導磁石であ
   り、前記強磁場空間形成部は、前記第２の処理筒の周り
   に配設された超電導ソレノイド磁石である請求項１記載
   の磁気分離装置。
3. 【請求項３】 強磁性体粒子が含まれた懸濁液から当該
   強磁性体粒子を分離処理する磁気分離装置において、 所定の軸を中心にして螺旋状に配設され前記懸濁液を案
   内する配管と、この配管内に当該配管の外側壁から内側
   壁に向けて磁場の強さが増大する磁場勾配を形成する磁
   場勾配形成部と、前記配管の下流側端部にそれぞれ連通
   状に接続された第１及び第２の分岐配管とを備え、前記
   第１の分岐配管により前記配管の中心軸を境にして内側
   壁側を流れる懸濁液を分岐させ、前記第２の分岐配管に
   より前記配管の中心軸を境にして外側壁側を流れる懸濁
   液を分岐させるようにしたことを特徴とする磁気分離装
   置。
4. 【請求項４】 前記磁場勾配形成部は、前記配管の内側
   に前記所定軸と同軸状に当該配管の上流側端部から下流
   側端部に渡って配設された第１の超電導ソレノイド磁石
   と、この第１のソレノイド磁石より短い軸長を有し、前
   記配管の外側に前記所定軸と同軸状に配設された第２の
   超電導ソレノイド磁石とを備えた請求項３記載の磁気分
   離装置。
5. 【請求項５】 強磁性体粒子及び弱磁性体粒子が混在す
   る懸濁液から当該強磁性体粒子及び弱磁性体粒子を分離
   処理する磁気分離装置において、 所定の軸を中心にして螺旋状に配設され前記懸濁液を案
   内する配管と、この配管の外側壁から内側壁に向けて磁
   場の強さが増大する磁場勾配を形成する磁場勾配形成部
   と、前記配管の下流側端部にそれぞれ連通状に接続され
   た第１及び第２の分岐配管とを備え、前記第１の分岐配
   管により前記配管の中心軸を境にして内側壁側を流れる
   懸濁液を分岐させ、前記第２の分岐配管により前記配管
   の中心軸を境にして外側壁側を流れる懸濁液を分岐させ
   るように構成するとともに、 強磁場空間を形成する磁場空間形成部と、強磁性体部材
   から成るフィルタ部を有し前記強磁場空間内に配設され
   た処理筒とを備え、前記第２の分岐配管の下流側を前記
   処理筒に連通状に接続せしめたことを特徴とする磁気分
   離装置。