JPS59230649A - 磁気静水圧セパレ−タ - 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】 技術分野 本発明は濃縮設備に関し、特に非磁性原料の密度分離用
の磁気静水圧セパレータに関する。

本発明は非磁性非鉄金属スクラップを分離するために、
また非鉄金属鉱石を濃縮するために最も有利に利用する
ことができる。

さらに１本発明は他の工業分野において１例えば種々の
廃物原料からガラス、セラミック、プラスチック、リン
および他の非磁性物質を分離するために好ましく使用す
ることができる。

従来技術 最近では、非鉄金属鉱石中における有益成分の含有量が
具常に減少している。従って、よシ多くの鉱石を処理す
ることが必要であシ、このことは前記成分をより高価な
ものにしている。このために非鉄金属スクラップの利用
が増加しているのである。

種々の複合非鉄金属スクラップ（廃物の車、飛行機、Ｔ
Ｖおよびラジオセント、電子装置、家庭′重化製品、銅
およびアルミニウム合金スクラップ等）の処理は、非磁
性非鉄金属（Ｏｕ、　Ｐｂ、　Ｓｎ。

ＡＥ、　Ｚｎ　、　Ｗｈ）等）から成る粉砕スクラップ
混合物および廃物の銅並びにアルミニウム合金を分離し
て、特別な金属または合金系（非鉄金属の１つを通常の
含有量で含む）を得ることを目的としており、得られた
金属類は所望の合金を生成するために利用できるもので
ある。

従来の密度濃縮方法によれば、最大値で４ｘ１０３にり
／ｒｌの密度を肩する原料を有効に分離することが可能
である。

このような方法の場合、密匿が４Ｘ１０３にり／ｃｔＡ
よりずっと大きな銅、スズ、亜鉛および他の金属を分離
する手段は設けられていない。

現在、定常不均一磁界が印加される強磁性液体中で原料
を分離することを伴う密度濃縮方法は公知である。付加
的な容積力は強磁性液体中で生成され、この力はその中
に含まれている非磁性原料に作用する。強磁性液体は一
定密度（準密度）まで「重量増加された」物質と考えら
れる。強磁性液体の準密度は、この液体の磁気強度およ
び磁気特性を変更することによシ変えることができる。

磁界によシ強磁性液体を「重量増加すること」により非
磁性原料の密度分離を行なうセパレータは。

磁気静水圧装置として知られている。

相互に平行な双曲線電磁極片を有する電磁石（この下方
部は指数曲線に沿って丸くなっている）と１着脱自在な
底部を有するチャンバと、このチャンバの下に配置され
た輸送手段とから成る非鉄金属鉱石および他の非磁性原
料を濃縮する磁気静水圧セパレータは公知である（ソ連
特許第６７１．８４７号１分類ＢＯ３０１／３０．１９
７７年参照）。電磁石の巻線が不活性化されるにつれて
、チャンバには強磁性液体が満たされ、このだめ所定の
電流が前記巻線内に流れ、強磁性液体は磁極片間のチャ
ーンバ内に保持される。その後５チヤンバの底部が取外
されて、原料が適宜充填される。

強磁性液層を通過した重両分は輸送手段によって除去さ
れ、一方軽両分は強磁性層の表面から採取される。

前記セパレータは１強磁性液体が最大磁気強度勾配の領
域に引きつけられ１強磁性液体「ポケット」が磁極片の
下のチャンバの下方中央部に形成されるという好壕しく
ない事態を引起し易いものであった。この「ポケット」
の容積はチャンバ中の強磁性液体の量と共に増加するが
１分離領域中の強磁性液層の厚さは増加しない。また、
この現象は強磁性液層の静水圧と関係している。「ポケ
ット」内に含まれた強磁性液体は、原料分離工程中にお
いて使用されかいものである。従って、多くの液体が重
両分と共にチャンバから除去される。

水平面内に段状に配列された双曲線電磁極片を有する電
磁システムと、電磁極片間に配置された底なしチャンバ
と、投入および取出し手段から成る磁気静水圧セパレー
タもまた公知である（ソ連特許第６７１，８４８号１分
類ＢＯ３０３１０２。

１９７７参照）。投入手段は極間隙の狭い部分における
チャンバの上に取付けられておシ、磁極片間の距離はチ
ャンバに沿って投入領域から段階的に増加している。電
磁システムに電流を通じた後。

チャンバには強磁性液体が充填され、その後原料が供給
される。強磁性液体の準密度は極間隙の狭部からその広
い部分に向かって段階的に減少しているので、原料はチ
ャンバ内で分離され、いくつかの両分を生成する。最も
重い両分は投入領域に続く分離領域の最初の所で得られ
、他方軽い両分は粒子の密度が減少するにつれて、その
後の分離領域中で生成される。

前記のセパレータは１強磁性液体が最大磁気強度勾配領
域、即ち極間隙の狭い部分に引きつけられ１強磁性液体
「ポケット」が分離領域の最初の所で磁極片の下に形成
されるという事実のために通常不満足なものであった。

また、前記の現象は強磁性液体の静水圧と関係している
。チャンノく内の強磁性液体の厚さは、他の分離領域に
おける極間隙の幅が増加するにつれて減少する。強磁性
液体を加えることは、単に「ポケット」の容積を増加さ
せるに過ぎない。「ポケット」中に含まれている液体は
５分離工程中において使用されない。

従って、多くの液体が重両分と共に除去される。

また、空隙中に磁極片を有する密封電磁システムと、前
記磁極片間に設けられた底なしチャンバとから成る強磁
性液体中における非磁性原料の密度分離用の磁気静水圧
セパレータは、この技術分野において公知である（米国
特許第３，４８３，９６９号１国際分類ＢＯ３０１／Ｑ
１．　ＢＯ−３０１３１０１゜１９６７年参照）。供給
棚板はチャンバの狭部に配列され、一方分離された画分
を受ける収集装置はチャンバの下に配置されている。収
集装置内に配置された垂直隔壁は下方からチャンバ内に
入り込んでいる。相互に対面している磁極片の表面は垂
直面に対して傾斜して、先端から底部に向けて垂直方向
磁気強度勾配を増加させておシ、且つ前記磁極片表面は
供給棚板から水平面内に広がって。

棚板に向けて水平方向磁気強度勾配を増加させている。

電磁システムに電流を通じた後、チャンバには強磁性液
体が充填される。原料は供給棚板上からチャンバの狭部
に供給される。強磁性液体の準密度はチャンバ内の強磁
層の厚さと共に垂直面内で増加し、且つこの準密度は極
間隙の狭部から離れるにつれて水平面内で減少する。原
料はチャンバ内において分離され、各両分を生成し、こ
れら画分は収集装置内の垂直隔壁間に集積される。隔壁
間における分離画分の密度は、原料投入領域から離れる
に従って減少する。

前記セパレータの主な欠点は１強磁性液体が最大磁気強
度勾配領域に引きつけられ、この液体が前記領域、即ち
原料投入領域において垂るみを生じ、これによシ「ポケ
ット」が磁極片の下に形成されるということである。こ
の現象はまたチャンバ内の強磁性液層の静水圧にも原因
がある。チャンバ内の強磁性液層の厚さは原料投入領域
からチャンバに沿って減少し、このため不都合なことに
原料の軽両分の粒子を分離する効果が減少する。

大量の強磁性液体は単に「ポケット」容積全増加させる
にすき゛ず、「ポケット」内に含１れた液体は原料分離
工程中に使用することができない。

「ポケット」を通って取出された原料の重両分は、過剰
量の強磁性液体と共に除去される。さらに、磁極片の端
部における磁界のゆがみは軽動分粒子が移動する通路に
影響を与えるという不都合な事実のために、軽両分は原
料投入領域における重両分中に部分的に入り込む。

発明の目的 本発明の目的は前記欠点全排除することである。

本発明は、原料分離工程中に強磁性液体を分離領域に保
持することができる構造を有する磁気静水圧セパレータ
を創作することにある。

発明の（・１ｑ成及び効果 本発明によれば、相互に成る角度で配置された磁極片を
有する電磁システムと、前記磁極片間の間隙内に配９ｉ
され、電磁システムによって生じた磁界により適切な位
置に保持された強磁性液体用のチャンバと、このチャン
バに原料を供給する供給部材とから成る磁気静水圧セパ
レータにおいて。

先端が上向きに回転され且つチャンバを横切って配置さ
れたくさびが１強磁性液体の最大静水圧領域においてチ
ャンバの幅全体にわたって配列されていることを特徴と
する磁気静水圧セパレータが提供される。

本発明の要部を構成するセパレータによれば。

「ポケット」の形成から生じる強磁性液体のたるみは１
強磁性液体のたるみが最大となる領域にくさびを配置す
ることにより除去することができる。

くさびを使用すると１強磁性液体はチャンバの下方部か
ら上方部に移動され、この移動される液体の量はくさび
の容積に等しく、従って液体を再分布することができる
。本発明の他の利点は原料分離領域における強磁性液層
が厚く、この結果１分離工程の効果が高められることで
ある。原料をチャンバ内で分離する時、くさびの外面は
最大磁気強度勾配領域における強磁性液体用の支持体と
して作用し、なお前記勾配はくさびの外面に印加される
強磁性液体の最大静水圧を生成する。このことは弁内１
＃領域を越えて磁極片の下に強磁性液体の「ポケット」
全形成することを防止する。

くさびの先端がチャンバ内の強磁性液体の外面と平行し
ていることは有利である。

くさびをそのように配置することは、原料から１つの画
分（ｆｒａｃｔｉｏｎ　）　　の粒子を最大限に分離す
ることを確実にする。

くさびの先端が強磁性液体の外面と平行していない場合
１重両分および軽両分の沈降通路が垂直方向においてわ
ずかに相違している時１重両分の粒子はこの粒子に近似
する密度を有する軽両分内に入り込む。

（磁極片が垂直面および水平面に、または水平面のみに
広がっている本発明の好ましい具体例の１つにおいて、
くさびには重画分分離領域の長さを調整する手段が設け
られている。この手段は、供給部材から離れて配置さハ
、たくさびの縁の一方に沿って往復運動できるように設
けられたプレートでおる。この調整手段を使用すること
によシ１重画分分離領域の長さを変更することができ、
このため分離工程を特長的により有効なものとすること
ができる。本発明の好ましい具体例の場合、供給部材は
磁極片の狭部におけるチャンバ上に配置されている。

ガイドを供給部材の下に取付けることもまた有益である
。セパレータが作動している時、水平な浮力が磁極片の
狭部内に生成される。この浮力は磁極片の端部における
磁界のゆがみによって生じるものである。ガイドが設け
られていない場合。

供給棚板から強磁性液体中に入り込む原料の軽両分の一
部が、供給部材の下の前記水平浮力によって引つけられ
１重両分収集装置内に入シ込む。このことは原料分離工
程の効果をかなシ減少させる。

ガイドを使用することは、原料をチャンバに沿って移動
させる条件を作９出し、原料の軽両分の一部が重両分中
に入シ込むことを防止する。

本発明の前記目的および他の目的は、添付図面に従って
好ましい具体例を詳細に述べるξとから明らかになるで
あろう。

図面において１本発明の磁気静水圧セパレータは、水平
面内に広がシ且つ好適な強磁性材料１例えばスチールか
ら作られた双曲線？Ｅ磁極片１（第１図）を有する電磁
システムを含んでいる。強磁性液体３のチャンバ２は磁
極片１間の間隙に配置されている。チャンバ２は鏡面状
に配列され且つくさび４によって固定された２つの壁か
ら成り。

このくさび４は計算によって選定されたチャンバ２内の
領域に取付けられている。くさび４はこの端部がチャン
バ２の向かい合う壁に堅固に＠接するようにチャンバ２
の幅全体にわたって配置されている。くさび４の先端は
一ヒ向きに回転されており且つ強磁性液体３の上面と平
行しており、またくさびの先端はチャンバ２を横切って
配列されている。チャンバ２に原料を供給するために５
本発明の装部を構成しているセパレータには供給部材５
が設けられており、この供給部材は磁極間の狭部におけ
るチャンバ２の上部に設けられた棚板である。

ここ罠提案されているセパレータはまた原料型両分分離
領域の長さを調節する手段を含んでおり。

この手段は供給部材５から遠くに位置しているくさび６
の一方の縁に載置されたプレート６（第２図）である。

このプレートは前記縁に沿って往復運動することができ
るように配置されている。

供給部材５の下方にはガイド８が設けられておシ、この
ガイドは垂直面に対して４０〜４５°の角度でチャンバ
２内に固着された板体である。チャンバ２の壁の内面に
はガイド９が設けられておシ。

このガイドは供給部材５から遠くに位置しているくさび
４の線と平行である。ガイド９は仕切板１０を収納する
ために利用されるものであシ、これら仕切板１０はガイ
ドが往復運動することができるように配置されている。

中間原料分離領域の長さは仕切板１０間の距離によって
決まる。セパレータのすべての前記機素は好適な非磁性
材料。

例えば黄銅、ステンレススチール、プラスチック。

有機ガラス等から作られている。

本発明によるセパレータの電磁システムは、励磁巻線（
図示せず）を有するＣ形鋳造クランプである。例えば、
５曙以内の公知の鉄セパレータの電磁システムは、この
目的に望ましいものである。

磁極片１は別々に製造され且つ前記電磁システム内に取
付けられる。

本発明の要部を構成している磁気静水圧セパレータは次
の方法で操作する。

励磁巻線の接続状態によるけれども、電磁システムの巻
線には１１０または２２０■が供給される。

電磁システムに電流を通じた後、所定の電流が巻線に流
れ、チャンバ２には強磁性液体３が充填される。強磁性
液体３は灯油に８０〜１００′Ａの粒度の強磁性的物質
を含むコロイド溶液であシ。

安定剤としてオレイン酸を含んでいる。強磁性液体の密
度は０．９２〜０．９８−１０３ｔｉＰ／ｒｒ？であ）
。

その磁化は８〜ｌ　ＱｋＡ／ｍである。

磁極片１の狭部内の磁気強度は３００〜３５０ｋＡ／ｍ
　ＫＪする。磁極片１の磁気強度勾配は１５００〜２０
００　ｋＡ〜。

くさび４はチャンバ２内の最大磁気強度勾配領域に取付
けられ１強磁性液層の静水圧もまた前記領域、即ち前記
強磁性液体のたるみが最大である領域において最大とな
る。

くさび４のために、液体３は極間隙の下方部分から上方
部分まで再分布され、移動する液体の量は強磁性液体３
中に浸漬されたくさび４の容積に等しい。

供給部材５はチャンバ２に原料を供給するために使用さ
れる。ガイド９は前記原料の軽画分の一部が重両分に入
９込むことを防止する。なぜならば供給部材５に指向さ
れた水平浮力が強磁性液体３中の磁極片１の間の端部に
生じるからである。

重画分は強磁性液体３の層の中に浸漬され、プレート６
によって分離され、供給部材５に最も近いくさび４の縁
に沿ってチャンバ２から除去される。前記原料の軽両分
は、原料の両分の密度およびチャンバ２内に含まれた強
磁性液体の重密度に従って強磁性液体３の中に、および
その表面上に分布される。原料の中間画分は仕切板１０
の間に誘導される。これら仕切板間の効果的な距離およ
びチャンバ、２を横切るこれら仕切板の位置は、原料の
両分を得ながら決定される。

くさび４の縁の勾配は分離生成物を連続的におよび任意
に取出すことができるように選ぶことができ、非鉄金属
スクラップの場合６その勾配の値は垂直面に対して５０
〜６０’である。この要因は仕切板１０およびガイド８
の勾配を選ぶ際に考慮されるものである。

原型磁気静水圧セパレータを試験して得られたデータに
よれば、原料の軽両分を分離する領域内における強磁性
液層の厚さは１２〜１５チ増加し。

重両分取出し領域における強磁性液体「ポケット」の容
積は４０〜５０％減少している。このことは軽両分の分
離効果を高め且つ原料の重画分と一緒に除去てれる液体
の量を減少させる。従って。

Ａｎ−Ｍｙ、　Ａｆｔ　−０ｕ−８ｉおよびＡｆｔ、　
＝Ｚｎ系のアルミニウム合金メクラツブから成る混合物
を分離する場合１分離生成物の相互の汚染は２．５チが
ら１．５％に減少し、一方分離生成物と一緒に除去され
る強磁性液体の量は、最終生成物の１トン当９９〜１２
％から６〜８係に減少した。

磁気静水圧セパレータの他の具体例において。

磁界に自由にさらされている強磁性液体と共にくさび４
を使用する時、このくさびは、前記強磁性液体のたるみ
が最大である領域、即ち強磁性液体の磁気強度勾配およ
び静水圧が最大である領域内に取付ける必要がある。チ
ャンバにおいては、強磁性液体が再分布され、このこと
により分離領域における液体の量は増加し且つ分離工程
の効果も高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気静水圧セパレータの斜視図であシ
； 第２図は本発明の磁気静水圧セパレータの長手方向に沿
う断面図である。 １・・・磁極片、　　　　２・・・チャンバ。 ３・・・強磁性液体、　　　４・・・くさび。 ５・・・供給部材、　　　　６・・・プレート。 ７・・・ガイド、　　　　８・・・ガイド。 ９・・ガイド、　　　１０・・・仕切板。 特許出願人 フ奄ンユ７≧イ　ナウチノーイスレト〉ラウレスキイイ
　グロエクトニイ　インスティチュトブトリテニヒ　ッ
ペトニヒ　メタロフ （外１名） 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　内　　１）幸　男 弁理士　山　　１コ　　昭　之 Ｆ／ＩＪ、　２ トノーコンストルクトルスキイ ・インステイチュトゝギプロマ シュギレオボガスチェニエ２ ソ連国ボロシロブガラド・ウリ ツア・ブイ・ビヤチルキナ３０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　相互に成る角度で配置された磁極片（１）を有する
   ゛Ｍ電磁システム、前記磁極片間の間隙内に配置され、
   電磁システムによって生じた磁界により適切な位置に保
   持された強磁性液体用のチャンバ（２）と、このチャン
   バ（２）に原料を供給する供給部材（５）とから成る磁
   気静水圧セパレータにおいて、先端が上向きに回転され
   且つチャンバ（２）を横切って配置されたくさび（４）
   が、強磁性液体の最大静水圧領域においてチャンバ（２
   ）の幅全体にわたって配列されていることを特徴とする
   磁気静水圧セパレータ。 ２　くさび（４）の先端がチャンバ（２）内の強磁性液
   体の上面と平行していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の磁気静水圧セパレータ。 ３　くさび（４）には重両分分離領域の長さを調整する
   手段が設けられておシ、この手段は、供給部材（５）か
   ら離れているくさびの縁の一方に沿って往復運動ができ
   るように設けられたプレート（６）であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の磁気静水
   圧セパレータ。 ４　供給部材（５）の下に配置されたガイド（８）を含
   むことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の磁気静
   水圧セパレータ。