JPS59500854A - 長いドウエル、短かいドリフトのマグネツトハイド ロスタテイツク遠心機および方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 長いドウエル、短かいドリフトのマグネットハイドロスタティック遠心機および 方法〔発明の背景および要約〕 本発明は、磁化率、密度まだはそれらの両方の相違に基づく特定の物質の分離に 関連する。

〔定　義〕

以下の単語および語句は、以下に説明する意味で以後用いる。

１　分離されるべき粒体一固体および混合できない液体を含む特定の物質。

２　常磁性体−相対的に弱い正の磁気的性質を示す物質、固体あるいは液体であ って、磁界内で力が働き、その力は磁界の強度の生成および勾配に関連して変化 する。

３　強磁性体−相対的に強い正の磁気的性質を示す固体および液体の両方の物質 であり、磁界で力が働き、その力は磁界の勾配によってのみ変化するものである 。この単語の意味するところは、このような目的のだめのフェリ磁性材料を含む ものとする。その理由は、我々の発明において、そのような材料の全体としての 働きは強磁性材料と同様であるからである。

４　反磁性体−磁界の生成および磁界の勾配に比例する負の力を示す固体および 液体の両方の物質。

５　磁気流体媒質−強磁性体、弱磁性体あるいは反磁性体に拘わらず、磁気的性 質を有する何らかの流体物質。

これは、液体あるいは気体で磁気粒体な浮遊させるものを含む。

６　伸長−幅より略大きい長さを有すること。

〔発明の背景〕

従来から磁気的な分離のだめの新規なアプローチ、特に鉱石の分離を行うのに適 したアプローチを展開するのに多大な注目が払われてきた。主な研究は高勾配磁 気分離（ＨＧＭＳ　）の開発に向けられてきた。その技術は、強磁性体スクリー ンあるいはステイールウールの直近周囲にて拡大された局所的磁界を生じさせる ものである。このプロセスは、前もって磁気的に処理できることよりも、より弱 い磁性材料の分離を行うのに効果的である。しかし、その応用は、浄化つまり軌 跡離脱の必要性があるものに主として限定される。粒体はスクリーンによって捕 えられてきれいに洗浄されねばならず、そこでは、２ステツププロセスは、鉱石 に必要とされるような大量の材料の分離にあまり適してはいない。

他のアプローチが、新しい強力な超伝導磁石の開発に伴なって為されてきた。そ こでは、従来の磁石機構あるいは新しい機構のいずれかを用いて粒体の直接的な 磁気的作用を利用するものである。これらの直接作用方法は、主として、従来の 磁気的な分離のレンジをより弱い磁性粒体［４で拡張するのに適している。

鉱石の磁気的分離による別なアプローチとして、マグネットハイドロスタティッ ク分離（ＭＨ８）が知られているにもかかわらず、何人かの研究者は、ＭＨ８は スクラップの分離には有効かもしれないが、その経済的な鉱石分離への応用は疑 問であると結論付けている。

しかしながら、我々は新規なＭＨ８による遠心分離機および方法を開発した。そ れによると、例え弱い磁性材料であってもそれらの磁化率のわずかな相違、ある いは密度のわずかな札違、まだはそれらの両方の相違に基づいて分離が為される ようになっている。これは、我々の最高の知識をもってして現在得られない分離 を可能とするものである。まだ、分離は極めて微小な物体であっても可能であり 、例えば約１ミクロンと極小であっても分離可能である。我々のシステムの生産 能力は妥当なものであり、我々はこのシステムが商業的な利用に充分供寧れ得る ものと信する。我々のシステムは非常に低いレンジの磁化率で動作可能であり、 そのレンジは高価な鉱物に重混合されているものであって、従来の分離方法では 分離に適さなかったものである。

簡潔に述べるに、我々のシステムば、多極磁石を形成した構造によって四重れて いる特別設計の分離ダクトを採用しており、それにより、当該ダクトの内部にあ る材料に、略半径方向に方向付けられだ軸対称の磁気力を生せしめている。分離 されるべき粒体は磁気流体媒質の中でダクトを通過して、流体媒質および粒体自 体の相対的に有効な磁化率に従った半径方向の磁気力が生じる。流体媒質および それに金型れている粒体を回転させる手段が備わっており、それにより、それぞ れの粒体相互間および粒体と流体媒質との間における密度の相違に基づいてそれ ぞれ異なる遠心分離力を生じさせている。従って、磁化率のみに基づきダクトの 回転無しで分離を為すことができ、あるいは、密度の相違および磁化率の相違の 両方に基づき、回転を伴うことによっても分離は可能である。特定レートの生産 量は、複数の集中夕ゞクトを使用することによって達成され、その場合、複数の 相対的に突状となっている伸長した環状の分離チャネルを創立せしめている。こ の構成の分離チャネルにより、分離プロセスの間に、粒体が半径方向に移動する に従って粒体はそれらの長さおよび短かいドリフト距離を移動するので、長いド ウエル（ｄｗｅｌｌ　）時間が形成される。

ある種の磁石形式の組み合わせおよび磁気流体媒質を利用するととによって特別 な利点が得られる。更に詳細にいえば、常磁性流体との組み合わせによる円筒形 状でオープンボアの４極子磁石を使用することが、多くの密度分離に特に有益で あることを我々は見い出しだ。その理由は、遠心機構成であるこの組み合わせに よって、流体に生じる力が半径の距離に対して直線的に増加するものとなるから である。従って、密度の相違に基づいた分離は、あるレンツ内における磁化率を 有する粒体に対して完壁になされ得る。また、同様な組み合わせによる磁石形式 および磁気流体媒質により、回転無しで、分離されつつある粒体における磁化率 の相違のみに基づいて為される多くの分離にとって、特に有益である。更に、磁 化率にのみ基づいたある種の他の分離にとって、強磁性媒体と４極子磁石との組 み合わせが効果的である。我々は才だある応用例にとっての独特な利点が、強磁 性流体を使用する遠心機において円筒形状でオープンがアの６極子磁石を使用す ることによって得られることを発見した。いくつかのケースにおいて、相対的に 磁界強度カ低いものを利用することが最も望捷しいと共に、一方他のケースにお いては相対的に高い磁界の採用が最良である。

これらの磁石形式および磁気流体との組み合わせのすべてにより、もちろん、磁 界強度および磁気流体の性質を調節することができ、ここでは、回転速度が最適 分離条件を達成するのに適切である。更に、我々の新規な分離様設計は、商業的 に特定の生産量を実現するために磁気流体媒質が充分な高速度で通過できるシス テムに採用可能であると我々は信する。

我々の発明の方法では、磁界内に磁気流体媒質の軸状に流れるカラムを制定する ことにより、当該カラム内に金型れる磁性材料に略半径方向のみに方向付けられ た軸対称の力のみを充分に生成するのに適したものである。

遠心分離力が選択的に用いられ、それにより、密度の相違に基づく分離がカラム を回転させることによって実現される。粒体の相違する磁気力および遠心分離力 を相互に作用させる手段によって、予め選択されたパラメータに関連して各種の 分離を行うことが可能である。に述したとおり、ある分離が、４極子磁石および 常磁性流体を使用することによって最適条件で為されるのであって、いくつかは 回転を伴うものであり、まだ他のものは回転を伴わないものである。別な分離の クラスは、回転無して、４極子磁石および強磁性流体でもって最適に為される。

更に、他の分離は、遠心システムにおける強磁性流体と組み合わせだ６極子磁石 を用いることによって効果的に為される。これらのうち、相対的に低強度の磁界 の使用が適切であるものもあり、それに対して、他のものは高強度の磁界が最良 の場合がある。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は本発明を実施して好適な装置を示す構成図であり、一部は断面を示して いる。

第２図は第１図に示しだ分離機の一部を拡大して示す図である。

第ろ図は第２図の線ロー６から分離機をみた横断面図である。

第４図は複数分離チャネルを具備している分離機のダクトの別実施例を示す。

第５図は、多極電磁石が我々の分離機にて使用のために巻かれ得る方法を示す具 体例である。

第６図は、我々の発明において使用される磁石によって生成される磁界の中で材 料に生じる磁気力を説明するだめの図である。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は我々の発明を適用した具体例を示しており、ここでは、特別な分離ダク ）１０が、内筒状に形成された多極磁石１２の内部で中心的に配置されている。

受取りじょうご２２が具備されており、これにより、分離されるべき粒体６４お よび６６を含む鉱石あるいは他の材料と共に磁気流体媒質６２の導入が為される 。送出管２８は、じょうご２２の中身をダク）１０に送り出す。供給ホラ・ぐ２ ４が備わっており、これにより、分離されるべき利料が乾燥状態あるいは温っだ 状態でじょうご２２に供給され得る。

磁石１２が夕ゞクト１ｏを囲・んでおり、これにより、りゞクト１０内に含１れ る材料に、略半径方向のみに方向付けられた軸対称の磁気力が発生する。この発 生のために、゛分離ダクト′とは、そのような特性を帯びた磁界が発生され、そ れにより、特定物の分離が為されるという夕ゝクトを意味するものとして理解さ れるものである。磁石１２は永久磁石であってもよく、寸たけ、従来周知のある いは超伝導のいずれかの巻線を有する電磁石であってもよい。もちろん、もし超 伝導の巻線が使用されれば、磁石１２を適切ウオームボアデューア（ｗａｒｍ　 ｂｏｒｅｄｅｗａｒ　）にて囲う必要があるが、第１図では、その目的に適うも のは示していない。電磁石の場合にあっては。

巻線は第５図に示すように構成される。そとでは、４極子磁石１２′が内包され る巻線１３と共に示されて分り、この巻線１６は、中心貫通孔２５を有する円筒 形状の本体１５においてその長手方向に清ってルーグ状に巻かれテイル。このよ うな具体的構成をとることによって、磁石の内部および外部の両方において、こ の構成によって生成される磁界が、材料中に略半径方向にのみ方向付けられた軸 対称の磁気力を発生するのに好適となるものである。このような磁気力は、具体 的には第６図のように示され、そこでは、北極および南極は符号ＮおよびＳ［よ ってそれぞれ定義されている。正の磁化率を有する粒体に生じる力の方向は矢印 によって示される。この技術分野での通常の知識を有する者は−１だ、かなり長 い磁石にとってその磁石長のほとんどを通して、当該磁石の端に近い領域を除き 、これらの力が略半径方向のみに方向付けられることで、利益あることを認める であろう。寸だ、これらの力は、円筒形状の磁石にとって軸対称であることでも すぐれている。図示していないが、方向および対称性に関連する同様な特徴を有 する力は、同様にして、北極および南極がそれぞれ別にその中心軸に関して形成 されている同様な構成の６極子磁石によっても生成され得る。

第１図を再度参照するに、隔壁１６がダクト１０の低部端の付近に備わっている ことが分かり、このダクト１゜は略垂直位置にて示されている。隔壁１６は第２ 図により詳細に示されており、その設置目的は、ダクト１ｏの有効な断面領域を 内部および外部の分岐導管１３および１１のそれぞれに物理的に分けるためであ る。この目的のだめに、隔壁１６はその頂部先端にナイフエツジ１７あるいは他 の分割エツジが形成されており、とのエツジのある頂部先端でこの物理的な分離 が開始される。

第１図はまた中心長手の流れガイド１４を示しており、これは３つの翼５８によ ってダクト１０Ｖｔｃ位置的に保持されており、その状態は第６図により鮮明に 示されている。流れガイド１４の目的は、媒質６２およヒ粒体６４゜６６を、ダ クト１０の中心部分から離れるように方向づけるためのものであり、それにより 、これらの粒体は分離機を通して下人［Ｆ］に移動するようになる。このように することは効果的である。その理由は、ダクト１０の中心軸にあるいはそれに関 して生じた磁気的および遠心分離による力は、非発生的かあるいは極めて小さい ので、その力はほとんど使えることのできない傾向のものだからである。粒体の 流れをダクト１０のより外側の領域に向けて方向づけることによって、より強い 力の利用が為されるのであり、その力により、磁石１２の作動部分をより効果的 な使用となさしめることとなる。

第２図をみるに、外部分岐導管１１が外部分離収集管１８に連なっていると共に 、内部分岐導管１６が内部分離収集管１９に連なっている。これらの管は、分離 された生成物を収集する格納槽３８および４０に連なっており、第１図に具体的 に示すとおりである。そこにおいて、適切々濾過装置のような従来の手段によっ て、磁気流体媒質６２から分離される。ｐ過装置は媒質６２を清浄して再生する のに好都合であり、それにより、図示するとおりライン５４および５６を介して 再使用され得る。駆動ポンプ５０および５２がライン５４および５６のそれぞれ に備わっており、それにより、特定の分離に関連する最大効率が達成されるよう に、外部分岐導管１１および内部分岐導管１３における流量が調整できるように なっている。もちろん、装置は磁気流体媒質６２の再生および再使用をすること のないオープノフローで操作可能である。

媒質６２および粒体６４．６６の回転は、りゝクト１゜および磁石１２の回転に よって、我々の好ましい実施例において達成される。翼５８はダクト１ｏの内部 で充分に固く装着されており、それにより、流れガイド１４がその間で回転する ようになっている。隔壁１６はガイド１４に固く接続されており、内部分離収集 管１９との接合部にて支持されている。同様にして、ダク）１０は拡大部９で終 了しており、この拡大部９は外部分離収集管１８との接合部にて支持されている 。磁石１２の底部にある駆動プーリ３２の手段によって、回転が組立体に分力さ れる。駆動プーリ３２が、駆動ベルトの手段によって適宜速度が可変のモーフに 連結されているが、これらの後者の構造は示されていない。受取りじょうご２２ は上部スイベル２０ＶＣで支持され、そのため、必要なときに、磁石１２および ダクト１０での回転を制限するととができる。

分離ダクト１０およびそこに生成される磁界が伸長しているので、磁界内にて粒 体は充分なドウエル時間が与えられ、そのため、流れが高速であっても完壁な分 離が実現される。この構成の付随的な利点は、粒体が磁界を介して通過するに従 って当該粒体によって干渉されるべき縦ドリフトは、相対的に短かいということ である。動作の一トでの遠心分離モードにおける分離プロセスおよびダクト設計 との相対的関係の数学的な説明は、後になされる。

第１図に示されるように、分離ダクトの中心軸は垂直の方向に形成されている。

また、円筒状に形成された多極磁石１２の中心軸は、垂直方向に形成されており 、ダクト１０の軸に一致している。この方向において、粒体は分離ダクトを介し て重力によって落下できるようになっている。

本発明は２つの基本モードにおいて動作可能である。

１つのモードはそこに金型れている媒質および粒体が回転されるモードであり、 また、他のモードは媒質および粒体が回転されないものである。媒質および粒体 が流れている場合あるいはよどんでいる場合に、いずれのモードでも利用可能で ある。

システムがダクトの回転を行うことなく操作される場合、粒体の分離は、それら の磁化率の相違に基づいて２つの分岐域となるように為される。このモードの操 作において、磁気流体媒質６２の磁化率が、分離されるべき粒体の２つのグルー プの磁化率の間にあるように選択される必要がある。このような条件の下で、よ り大きい磁化率を有する粒体は、夕゛クト１０を通過するに従って半径方向で外 側−＼と広がるように作用が働く。そのだめ、外部分岐粒体６４は隔壁１６とダ クト１０との間に集められるようになる。媒質６２の磁化率より低い磁化率を有 する粒体は、内側方向に浮遊して隔壁１６の内側に集められる。ところで注目し なければならないことは、もし媒質が強磁性懸濁液であれば、単位体積当りのそ の磁化量を磁界の強度によって割ったものに等しい有効磁化率を有することであ る。もちろん、これは、いかなる強磁性物質についても妥当する。

ダクト１０が回転される場合における他の基本的な操作モードにあって追加的な 分離が為され得る。このモードにおいて、磁気流体媒質６２の磁化率は、分離さ れるべき粒体の少なくともいくつかあるいはすべての磁化率を越すように選択さ れている。この例において、分離されるべき粒体の磁化率が他の１つに充分に近 接していれば、密度の相違に基づいて分離が為され得る。粒体のいくつかあるい はすべてが内側に方向付けられるので、ダクトの角速度を調節して、少なくとも いくつかのより重い粒体を遠心力によって外側へと方向付けすることが可能であ る。換言すれば、これらの粒体における遠心力は。

それらに生じた内側へと方向付けられた磁気的な浮遊力にかかわらずそれを超え るものである。相対的に弱い磁界つまり約５０００エルステツド（但し、強い磁 界とは約５０，０００エルステツドをいう。）および強磁気流体を使用すること によっては、弱い磁気粒体の磁化率は分離に小さな影響しか与えない。また、− 次的に密度の相違に基づいた分離は、かなり相違する磁化率を有する粒体であっ ても行い得る。例えば、強磁性流体との組み合わせによｚ）６極子磁石の使用は 、以後に与えられる例からより明確にされるようなケースにおいて特に有益であ る。

複数の分岐域への分離が回転モードの操作において可能であることに注目すべき である。これを実現するだめには、磁界の形態を調整して、各種の密度の粒体に 対する同等の位置を形成することが必要とされる。

上述した操作モードのいずれかｆおいて、媒質６２およびそれに含まれる粒体を ダク）１０を介して下方向に通過させることによって、システムの生産量を増大 させることができる。媒質の線形関数的速度での制限のみがドウエル時間に関係 する。分離されるべき粒体は磁界内での充分な時間を有しなければならず、それ により、粒体の望ましい半径方向の位置に当該粒体は駆動されることになる。従 って、ダクト１０は所望なだけ伸長されたダク、トであり、それにより、最適な 高生産量レベルでの適切なドウエル時間を実現している。

〔遠心モードでの分離ゾロセスの数学的な説明〕磁石の構成、磁界強度、角速度 およびダクトデヂインの選択は、粒体に生ずべき力の計算に基づいている。もち ろん、これらの力は５粒体自体の磁化率および密度によって変化する。また、そ れらは流体媒質の磁気的性質および密度に従っている。

４極子磁石との組み合わせの常磁性流体の場合を考える。粒体＋ｉにおける単位 体積当りの磁化率に１、密度ρ。

および流体中での移動をする前進力Ｄ１とし、また、粒体す２の磁化率に２、密 度ρ２・および前進力Ｄ２とする。流体の密度ρｆおよび磁化率に、とする。粒 体≠１が内径ｒ１のところから隔壁（分割体）の半径ｒＢのところまで移動する のに必要な最大時間は、 で与えられる。ここで、 Ｆ、＝＝ｒＱ（ΔＨ２（に、−＋Ｃｆ）＋（ρ、−ρｆ）　（７Ｊ２〕（２）で あるＯｒｏはダクトの外側半径、ΔＨは磁界強度の勾配、ωハスラＩＪ−カ回転 する角速度（２２７７７秒）テある。

同様にして、 として、粒体≠２が外側半径ｒｏのところから隔壁の半径のところ寸で移動する 場合の関係が成立する。ここで、Ｆ２＝ｒＯ［：ΔＨ２（に２−にｆ）＋（ρ２ −ρｆ）ω２〕（４）である。

最良の夕ゝクトデザインとするだめにはτ１−τ２−τで”ｌ　””　Ｄ２およ び最小τでは、τ、−τ２から１ ｒＳ＝（ｒｏｒｌ）（６） が与えられ、これはダクトデ→ｒインのだめの条件である。

であり、これは操作条件である。

小さな球状粒体ではＤ−１８ｎｅｆｆ／ｄ２であり、ここで。

ｄは粒体の直径であり、　”ｅｆｆは固体集中度に従った有効粘着度である。組 み合わされた垂痕流およびドリフト速度は１粒体の総ドウエル時間が７ｍｍとな るように調整されなげならず、最小の粒体およＴｊ−最大のものでのΔρあるい はΔに２が受けへ九可能となるようになっている。

つまり、 が成立し、ここでＬは磁界の及ぶ長さであり、またｖｄｒｉｆｔは重力に基因し て流体に関係する粒体の垂直速度である。

生産量は次の関係式によって与えられる。

”　−Ａ（”ｆｌｏｗ　＋　”ｄｒｉｆｔ　）　Ｑｌここで、Ａはダクトの流量 断面積である。生産量は、（５）式の値を（２）式に代入し、（２）式を（１） 式に、（１）式を（８）式に、更に、（８）式を０〔式に代入することによって 計算され得る。

先述したことと同様な解析が、強磁性流体および６極子磁石について、あるいは 他の流体と多極子との組み合わせについても為され得る。

先述したことから、略半径方向にのみ方向付けられた軸対称の磁気力および遠心 力が現われる垂直方向付けられた分離ダクトにおける粒体は、環状の分岐域へと 分離されることは明白である。もし、多極磁石１２が円筒形状ならば、粒体での 力は半径方、向の位置にのみ従っている。しかしながら、”′躍動（ｊｊｇｇｉ ｎｇ）　”つまり重畳された交番力の応用が効果的であるいくつかの具体例があ る。

これは、種々の方法によって実現される。例えば、１つは１分離ダクト１０と磁 石１２とを垂直方向で意識的にずらすものである。別なものとして、ダクトの中 心軸を磁石１２の中心軸から離すものである。更に別な例として、強磁性体ある いは他の適当な材料を使って磁界をわずかに再形成することにより、磁力に非円 態様をつけ加えるようにしたものである。あるいは、夕ゝクト１０の中身を単に 振動させるようにしたものがある。このような事をすることによって、回転モー ドにおいて分離される粒体は、重畳された円状に変化する力に基因して躍動する 。！侍に固体負荷が高いとき、スラリーを介して粒体を駆動するのに、この手段 は利点があると信じられる。その理由は、粒体は衝突し合い、それによって分離 ゾロセスを促進するからである。

第４図は我々の分離ダクトの好ましい別実施例を示す。

基本的には、図示しだ構造の目的は、分離ダクト１０の内部の有効ス被−スを、 複数の分離チャネル２１′および２１“に副分割することである。これをなすだ めの理由は、分離プロセスにおいて粒体が移動し々ければならない半径方向の距 離を短かくするだめである。その結果としての分離チャネル２１′および２１“ は、極めて伸長しており、捷／こ薄い。その結果１分離に必要とされる短かいド リフト距離との組み合わせられた相対的に長いドウエル時間Ｖこよって、分離機 がより効率的になり、従って、磁石１２によって与えられる作用可能磁気力の使 用性がより良好】　８ となる。図示されている外側分岐導管１１′および１１“の両方は、外側分離収 集管１８に連なっている。回部にして、内側分岐導管１６′および１３“の両方 は内側分離収集管１９に連なっている。

第４図は図示するととのみを意図している。チャネル状のもの２１′および２２ ′の数が２より意図的に多くされることを理解すべきである。上に掲げたような 数学的解析を用いることによって、ダクト壁の有効な厚さに因る有効々分離ス被 −スの損失を考慮して、分離チャネルの最適な数およびサイズを計算することが できる。また、ダクト内のスイースを分割することによって、半径方向の力の下 での短かい粒子の半径方向移動の条件を創設するだめの別な手段があると、我々 は信する。例えば、小さな半径方向の厚さで一連の収束環状ダクトを創設するこ とができる。それとは別に、内部および外部ダクト壁並びに隔壁に固く共に巻か れたらせん状で成る単一のダクトを構成することができる。この可能性および、 同一端を形成する分離ス被−スの他の区域を含むために、我々は、以下の請求の 範囲において、“略集束されたおよび略環状の″とじて分離ス被−スの副区域に 我々は引用する。

（例） 我々の研究の過程において、我々は第１図に示した一般的な構成を有する２つの 実験用分離機を構成した。これらの装置の詳細は以下のセクションＡおよびＢＶ ｃ示されている。これらの分離機で、真の鉱石および異なる分離−トの問題点を ンミュレートするために用意された２つの要素の混合鉱物で分離がなされた。通 常これらの混合における鉱物は、区別色、結晶形状および密度の相違に基づいて 選択されており、それにより、分離の可視的な観察が可能と々つたり、寸だ、結 果が明確に現われるようになっていた。混合物の分離機のいくつかは両セク７ヨ ンＡ、Ｂおよび表ＩＫ示されており、本発明の能力の例としてあげである。すべ ての結果が大変良好であることに注目されたい。特に、それぞれが分離機を介し て制料の単一通路において達成されていることを考慮されたい。（グレードおよ び可成は、内側あるいは外側の分岐に主として現われるように期待される構成に 関連する。）Ａ、第１実験用分離機での分離 第１実験用分離機は円筒状の超伝導による４極子磁石を用いて構成され、この磁 石は２，７５インチ直径のコールドボア、８インチの有効長および１インチ当り １３キロガウスの勾配で２．５テスラまでの動作範囲を有する。

磁石は６００インチ長極低温容デユー了の内部に配置されており、このデユー７ は１２インチの外側直径および１〜７　／　１　’６インチのウオームボアを有 している。いくつかの分離夕゛クトが、この装置における動作のだめに構成され た。

第１分離ダクトは、透明ポリカーボネートにより閉塞底部に構成された。内部隔 壁が、分岐試料収集のために備わっていた。動作において、ダクトはデユー７の ウオームボアに取り付けられて、可変速度の駆動モータによってトップから回転 された。送出管の頂部に鉱物を手供給する静流体カラムを使用して、実験は為さ れた。鉱物はマグネットハイドロスクチイックの横分離力による磁気影響の８イ ンチ長の領域に入る前に流体を介して約４フィート落下し、それら自体半径方向 に再方向付けられ、そして、隔壁によって創設された分岐集束収集ゾーンに落下 する。

上述した装置で形成される２つの分離の結果が、表１における例＋１および＋− ２として示されている。第１例は、我々のＭＨ８遠心機を用いて、密度の相違に よって微粒体の分離が可能なことを示している。第２例は、別なモードにおける 装置の使用を示しており、ここで、分離は流体の回転なしで磁気的性質の相違に よって為される。我々の知識にあるところ、高品質例の分離（２つの弱磁性鉱物 のうちいずれかの構成の磁化率に比較して小さい磁化率の明確な相違を有する当 該弱磁性鉱物の分離）は、従来の、高強度あるいは高勾配のいかなる他の磁気分 離法によっても達成されない。

分離ゾーンにスラリー供給を行うように変形した別な分離り゛クトは、第１図に 示されているような構成を用いて分離機を介してスラリーの流れで分離を充分に 実演するのに利用される。このダクトは薄い（％インチの広さ）環状の流れスペ ースが流体−粒体スラリーのために備わっており、薄い伸長された分離領域にお いて分離が為される。この夕゛クトは４極子の磁界構成および常磁性流体を伴な って、ＭＨ８遠心機の概念の好ましい明示の１つを示している。このダクトにお ける１つの分離は１例≠３で、流体−粒体スラリーの流れで操作し、また、粒体 の密度における小さな相違（この例ではわずか０５ｇ／ｃｃ　）に基づいて材料 を分離する能力が我々のＭＨ８遠心機にあることを示している。例≠４は、生産 量の実際的なレベルの擬態とした条件の下で大量の分離を達成する装置の能力を 示している。換言すれば、その生産量は、固体含有率の実際的なレベル（全体に 対して６％）で高速のスラリーフロー（６３フィート／分）に対したものである 。ここでの例は磁気的性質における相違によって分離をなす別な場合のだめのも のであり、しかｌ〜、同様な生産量は、同様にして磁気的性質による分離にとっ て結果として得られる。

例≠５は、例≠２（弱い磁化率の差による）の困難な分離が強磁気流体でおよび スラリーフローの条件の下で達成可能であることを示している。

Ｂ、　第２実験用分離機による分離 我々にとって明らかになったことは、多数の鉱石は濃縮すると可変磁気特性を示 すことであり、また、密度に基づく分離に脈石が干渉することである。これらの ケースに対して、低磁界を利用するＭＨ８遠心装置が好ましい。その理由は、そ れが粒体の磁気特性に対して相対的に感度が鈍いからである。その感度をより強 くすれば、２ 必要とされる内側方向磁性浮遊力レベルを達成するためｖｃは、強磁性流体が望 ましい。従って、１メ一トル長、２インチのがアのＭＥ（Ｓ遠心分離機力１設言 十されて、６極子ｓ成でサマリウム・コ／クルトの永久磁石を用いて構成された 。磁石は、２インチの直径で０．３９８テスラを生せしめ、勾配は１インチ当り ７−３６キロガウスであった。

ス波−スを小さくするだめに、磁石組立体カーク８クトの周回に形成されるよう にして分離機は設計されたＯ例≠６は、分離形式に設計されたこの装置の會ヒカ を示している。すなわち、濃縮にておよび脈石にて変イヒする磁気特性において 密度差に基づいた分離＆ま」再常分離を混乱させてし寸う。それはまた１強磁性 流体に対して６極子磁石の使用の例であり、我々のｔＨ８遠）已・機の概念の好 ましい明示の１つである。軽い磁性鉱物（ま密度によって、非磁性の重い鉱物か ら完全に分離された。分離された生産物の分析は、９８．５％（黄鉄鉱）級濃縮 度および５６裂（黄鉄鉱）級の残りを示している。黄鉄鉱の回収は、この分離に とって９８５係に計算される。

表１　本発明の実験モデルで為された鉱物の単一通路分離の例先述した実験例に 加えて、我々は同様な装置で他にも実験を行い、これらは、小さな密度差に基づ いて、つまり磁化率が約２５Ｘ１０　ｅｍｕ　／　ｃｃ　と小さな相違に基づい て分離することが可能であることを示している。６６フィート毎秒壕での流体流 速で、重量で２３％ｔでの固体含有率を有するスラリーに対して分離が実行され た。

我々の実行では、ある密度の分離のだめに常磁性流体と４極子磁石との組み合わ せ、および、他の密度の分離のために強磁性流体と６極子磁石との組み合わせを 用いると効果的であるとどが確認された。両方の組み合わせにより、軸の中心か ら分離ダクト１０の壁までの半径方向の距離で、磁気流体媒質６２に直線的に増 加する力が生じる。しかしながら、強磁性流体／６極子の組み合わせは、磁化率 のレンツを有する材料での相対的に小さな密度差に基づいて、分離がなされると いう特別な利点を示す。前に述べたとおり、分離されるべき粒体の磁化率が同じ かあるいは少なくとも非常に狭い範囲内にあるときには、密度分離が最も容易に なされる。多くの応用例にとって、常磁性体／４極子の組み合わせが適切である 。

しかし、磁化率の範囲がいくらか大きく々す、例えば、磁化率の広がりが約ろＯ Ｘ　Ｉ　Ｏｅｍｕ／ｃｃよりも大きいとき、および、これらの磁化率が鉱石の脈 石なとおして１プこ補足されるべき価値ある鉱物・の間に亘って広がっていると さ、磁化率の効果を減殺する必要がある。その他、分離が特に完全とはならない 結果で分離が望まれるとき、６ 密度のみに基づいてよりも磁化率および密度の組み合わせに基づいて分離が生じ る。強磁性流体／６極子の組み合わせによって、流体の有効磁化率は分離される べき鉱石の構成の有効磁化率よりも高くなる傾向にある。従って、略内側へ方向 付けられた浮遊力は、鉱石のすべての構成について生成され得る。それと共に、 その選択された構成は、流体の充分に高い回転速度による遠心力によって、粒体 の磁化率には主として独立して、外側方向へと駆動され得る。

先述のことによって実行されたことは、粒体を分離するだめの新規な装置および 方法であり、そこでは、密度の相対的に小さい相違が用いられて、重力の数倍で バイポーラ分離力を得ている。まだ、磁界の効果的な使用により、実際的レベル の生産量で、より少ない集束された弱い磁性材料における小さな磁気差によって 分離を行うのにも同様々利点が結果として生じる。現時点において、例えば、高 強度磁気的分離が、約２００Ｘ１０’ｅｍｕ　／　ＣＣあるいはそれより高い磁 化率を有する鉱物例えばタングステン、ガーネットあるいはクローム々どを集め るのに用いられ得るのみである。しかしながら、我々の分離機によって１ｏｘｉ ｏ　からＩ　Ｘ　１０　ｅｍｕ　／ｃｃまでのオーダーで磁化率における小さな 相違に基づいて、我々は集めるととができるばかりでなく、我々は実際に分離も できる。このような分離は、我々が知っているいままでのところ、いまだ可能で なかったし、捷だ、はとんどの研究者によって極めて困難であると認められてき たＯ 以上詳述した本発明は、各種の変形が採用され得るのであるが、広い応用を有し ている。例えば媒質の流れで回転動作モードにおいて、分離ダクトを方向付けて 、その長軸が重力場における力線に対して並列となるようにする必要性は必ずし もない。寸だ、この技術における通常の知識を有する者は、上に述べた分離の多 くが円筒状磁石の外側で為され得ることを認めるであろうが、我々は内側でそう することがより実用的であるものと信する。

しかしながら、非磁性流体媒質の使用により、ＭＨ８遠心分離機をその分離チャ ネルが磁石を囲むように構成することは理論」二可能である。他の変形例は、磁 気流体媒質およびそれに含まれる粒体の回転に関連して成され得る。例えば、流 れガイド１４上の翼５８がらせん状構成にて設計可能であり、それにより、それ らをとおして押し出される流体は、分離機を介して下降するに従い渦巻き作用を 帯びる。才だ、磁石１２によって与えられる基本的な磁界に別な磁界を重畳させ ることによって躍動が達成される。想像するに、全く異なる磁気ソースの磁界が 磁石１２の位置に使用でき、そのときの基礎的な要請は、略軸状の要素なしで、 半径方向に方向付けられた軸対称の分離の達成である。明らかに、そのようなデ ザインおよび変形例のすべてはこの発明の趣旨の中にあり、発明の範囲は添付さ れた請求の範囲によってのみ制限されるべきものである０ Ｈθ４　Ｆ／θ　５ 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔｈｉ、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　ＱＪ１１第１頁の続き ０発　明　者　ドウベノー・アラン・ルロイアメリカ合衆国ニューヨークナ旧２ ３０６スキーネクタデイ・ジューナパー・ドライブ２１４ ０発　明　者　ウォーカー・マイケル・ステファンアメリカ合衆国ニューヨーク リ・旧２３０３スキーネクタデイ・パインヒル・ドライブ１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　粒体の密度の相違あるいは該粒体の磁気的性質および密度の相違に基づいて 当該粒体を分離するだめの方法であって次のステップを含む。 （Ａ）　磁気流体媒質における分離されるべき粒体を含むストリームの流れを長 軸に沿って制定する、（Ｂ）　前記ストリームの分離領域内の磁軸に関して、略 半径方向のみに方向付けられた軸対称の力が、媒質および分離されるべき粒体に 生じるような磁界の形成を制定する；前記磁軸は前記ストリームの軸と一致して いる、および、 （Ｃ）　ストリームをその前記軸に関して回転させる；粒体の磁気的性質および 密度と流体媒質との相対的な関係は、分離領域にある間に、粒体の少なくともい くつかは半径方向で内側にドリフトすると共に、少なくともいくつかは半径方向 で外側にドリフトするようになっている。 ２　請求の範囲第１項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 （Ｄ）　分離領域内における前記ストリームを複数の略集束されたおよび略環状 のス）　ＩＪ−ムに分割する。 口請求の範囲第１項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 （Ｄ）　ストリームを、それが分離領域を去るに従って、少なくとも２つの略環 状のおよび略集束された分岐域に０ 分割する。 ４　請求の範囲第２項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 （Ｄ）　各ストリームを、それが分離領域を去るに従って、少なくとも２つの略 環状のおよび略集束された分岐域に分割する。 ５　請求の範囲第１項、第２項、第６項あるいは第４項のいずれか一項に記載の 方法であって、多極磁石の手段によって磁界が前記ストリーム軸に関して制定さ れるようにした方法。 ６　請求の範囲第５項記載の方法であって、磁石は　定の内側直径を有している 方法。 ７　請求の範囲第５項記載の方法であって、磁石は４極である方法。 ８　請求の範囲第５項記載の方法であって、磁石は６極子である方法。 ９　請求の範囲第７項記載の方法であって、媒質は常磁性体である方法。 １０　請求の範囲第７項記載の方法であって、媒質は強磁性体である方法。 １１　請求の範囲第８項記載の方法であって、媒質は常磁性体である方法。 １２　請求の範囲第８項記載の方法であって、媒質は常磁性体である方法。 １ろ　請求の範囲第５項記載の方法であって、媒質は反磁性体である方法。 １４　請求の範囲第１項記載の方法であって、ストリーム制定ステソゲ（Ａ）は ダクトの使用を含み、まだ、ストリーム回転ステップ（Ｃ）はダクトおよびその 中身を回転させることを含む方法。 １５、　請求の範囲第２項記載の方法であって、ス）　ＩＪ−ム分割ステノゾ（ Ｄ）は複数のダクトを使用することを含み、まだ、回転ステップ（Ｃ）はダクト およびそれらの中身を回転することを含む方法。 １６　請求の範囲第１項あるいは第２項記載の方法であって、回転ステップ（Ｃ ）は静止ダクトを介して媒質をらせん状に流すようにしたことを含む方法。 １７　請求の範囲第１４項あるいは第１５項記載の方法てあって、磁界制定ステ ツ７’（Ｂ）は前記ストリーム軸に周回する環状構成の多極磁石を使用すること を含み、寸だ、回転ステップ（Ｃ）は更に前記軸に関して磁石を回転させること を含む方法。 １８　請求の範囲第５項記載の方法であって、磁石は永久磁石である方法。 １９　請求の範囲第５項記載の方法であって、磁石は電磁石である方法。 ２、特許請求の範囲第５項記載の方法であって、磁石は超伝導電磁石である方法 。 ２、特許請求の範囲第１項、第２項、第６項あるいは第４項のいずれか一項に記 載の方法てらって、前記ストリーム軸は重力場における力線に対して並列に整列 されている方法。 ２２　請求の範囲第１項、第２項、第６項あるいは第４項のいずれか一項に記載 の方法であって、分離領域はその構成において伸長されており、その長さは前記 ストリーム軸に亘っているようにしだ方法。 ２、特許請求の範囲第５項記載の方法てあって、分離領域はその構成において伸 長されており、その長さは前記ストリーム軸に亘っているようにしだ方法。 ２、特許請求の範囲第２３項記載の方法であって、磁石は一定のボア径の６極子 であり、媒質は強磁性体であり、ストリームはダクトの手段によって制定および 分割され、捷だ、ストリームの回転は夕８クトの回転を含むようにしだ方法。 ２、特許請求の範囲第２３項記載の方法であって、磁石は一定のボア径の４極子 であり、媒質は常磁性体であり、ストリームは夕ゝクトの手段によって制定およ び分割され、寸だ、ストリームの回転は夕゛クトの回転を含むようにした方法。 ２、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項あるいは第４項のいずれか一項に記 載の方法であって、分離は重力場において為され、また、重力場の力線に対して スｌ−１）−磁軸を制御可能にして心づれをなすことによって、分離領域におけ る粒体を躍動させる更なるステップを含む方法。 ２７　請求の範囲第１項、第２項、第６項あるいは第４項のいずれか一項に記載 の方法であって、磁界の対称性を制御可能にしてひず脣せることによって、分離 領域における粒体を躍動させる更なるステップを含む方法。 ２８　請求の範囲第１項、第２項、第６項あるいは第４項のいずれか一項に記載 の方法であって、ストリーム軸から磁軸を制御可能にして分離することによって 、分離領域における粒体な躍動させる更なるステップを含む方法。 ２９　請求の範囲第１項、第２項、第３項あるいは第４項のいずれか一項に記載 の方法であって、分離されるべき粒体は混合できない液体を含むようにした方法 。 ６０　粒体の磁気的性質の相違に基づいて重力場における当該粒体を分離する方 法であって次のステップを有する。 （Ａ）　重力場の力線に対して略整列された長軸に浴って、予め選択された磁気 的性質を有する流体媒質において分離されるべき粒体を含むストリームの流れを 制定する、および （Ｂ）　媒質および分離されるべき粒体に、略半径方向のみに方向付けられた軸 対称の力を生成せしめるような構成の磁界を、前記ストリームの分離領域の内部 に制定する；媒質および粒体の相対的な関係は、分離領域にある間に、粒体の少 なくともいくつかは半径方向で内側にドリフトすると共に、少なくともいくつか は半径方向で外側にドリフトするようになっている。 ３１　請求の範囲第３０項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 ４ （Ｄ）　ストリームを分離領域内で、複数の略集束されたおよび略環状のストリ ームに分割する。 ３２　請求の範囲第３０項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 （Ｄ）　各ストリームを、それが分離領域を去るに従って、少なくとも２つの略 集束されたおよび略環状の分岐域に分割する。 ろろ　請求の範囲第３１項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 （Ｄ）　各ストリームを、それが分離領域を去るに従って、少なくとも２つの略 集束されたおよび略環状の分岐域に分割する。 ３４　請求の範囲第３０項、第３１項、第３２項あるいは第３３項のいずれか一 項（で記載の方法であって、分離領域はその長さがストリーム軸に沿って亘って いるように伸長されている方法。 ３５　請求の範囲第３０項、第６１項、第６２項あるいは第３３項のいずれか一 項に記載の方法であって、磁界制定ステソゲ（Ｂ）は前記ストｌ）−磁軸の周囲 に多極磁石を使用することを含む方法。 ３６　請求の範囲第６５項記載の方法であって、磁石は一定の内側直径を有する 方法。 ろ７　請求の範囲第３５項記載の方法であって、磁石は６極子である方法。 ろ８　請求の範囲第３５項記載の方法であって、磁石は４極子である方法。 ろ９　請求の範囲第３８項記載の方法であって、媒質は常磁性体である方法。 ４０　請求の範囲第６８項記載の方法であって、媒質は強磁性体である方法。 ４１　請求の範囲第３７項記載の方法であって、媒質は強磁性体である方法。 ４２　請求の範囲第６５項記載の方法であって、媒質は反磁性体である方法。 ４３　請求の範囲第３５項記載の方法であって、磁石は永久磁石である方法。 ４４　請求の範囲第６５項記載の方法てあって、磁石は電磁石である方法。 ４５　請求の範囲第３５項記載の方法であって、磁石は超伝導電磁石である方法 。 ４６　請求の範囲第６４項記載の方法であって、磁界制定ステップは一定のボア 径の６極子磁石を使用することを含み、１だ、媒質は強磁性体である方法。 ４Ｚ　請求の範囲第６５項記載の方法であって、磁界制定ステップは一定のがア 径の４極子磁石を使用することを含み、また、媒質は常磁性体である方法。 ４８　請求の範囲第３５項記載の方法であって、磁界制定ステップは一定のボア 径の６極子磁石を使用することを含み、また、媒質は強磁性体である方法。 ４９　粒体の磁気的性質の相違に基づいて、重力場において当該粒体を分離する 方法であって、次のステップを含む。 （Ａ）　予め選択された磁気的性質を有する流体媒質の伸長された分離カラムを 制定する；前記カラムは中心軸を有し、また、前記軸は重力場における力線に対 して略整列されている、 （Ｂ）　重力場の影響下で媒質を介して分離きれるべき粒体の落下が可能となる ようにする、および、（Ｃ）　カラム内に略その軸に関して、媒質および分離さ れるべき粒体に、媒質を介して粒体が落下するに従って、略半径方向のみに方向 付けられた軸対称の力を生成するような構成の伸長された磁界を制定する；媒質 および粒体の相対的な磁気的性質は、分離カラムにある間に、少なくともいくつ かは半径方向で内側ヘトリフトすると共に、少なくともいくつかは半径方向で外 側ヘトリフトするようになっている。 ５０　請求の範囲第４９項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 （Ｄ）　分離カラムを、複数の略集束されたおよび略環状の分離ザブカラムに分 割する。 ５１　請求の範囲第４９項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 （Ｅ）　媒質の予め定められた略集束されたおよび略環状のセグメントの内部に 含まれる粒体な、それらが分離カラムを去るに従って、分離的に集める。 ５２、特許請求の範囲第５０項記載の方法であって、更に次のステップを含む方 法。 （Ｅ）　媒質の予め定められた略集束されたおよび略環状のセグメントの内部に 含まれる粒体な、それらが分離カラムを去るのに従って、分離的に集める。 ５ろ　請求の範囲第４９項、第５０項、第５１項あるいは第５２項のいずれか− °項に記載の方法であって、磁界制定ステップは伸長している環状多極磁石の手 段によって為される方法。 ５４　請求の範囲第５３項記載の方法であって、磁石はカラムを囲む方法。 ５５　請求の範囲第５４項記載の方法であって、磁石け４極子である方法。 ５６　請求の範囲第５５項記載の方法であって、媒質は常磁性体である方法。 ５７　請求の範囲第５５項記載の方法であって、媒質は強磁性体である方法。 ５８　請求の範囲第５３項記載の方法であって、媒質は反磁性体である方法。 ５９　重力場において粒体の密度の相違寸たは当該粒体の磁気的性質および密度 の相違に基づいて当該粒体を分離する方法であって、次のステソゲを含む。 （Ａ）　予め選択された磁気的性質および予め選択された密度を有する流体媒質 の伸長した分離カラムを制定する；前記カラトは対称軸を有しており、重力場に おける力線に対して略整列されている、 （Ｂ）　重力場の影響下において分離されるべき粒体が媒質を介して落下できる ようにする、 （Ｃ）　カラム内で略その軸に関して、分離されるべき粒体が媒質を介して落下 するにつれて、媒質および粒体に略半径方向にのみ方向例けられた軸対称の力を 生成するような構成となるように伸長された磁界を制定する、および （Ｄ）　カラムおよびそこに含まれる粒体なステップ（Ｂ）および（Ｃ）の間に 回転させる；粒体および流体媒質の相対的な磁気的性質および密度は、分離領域 にある間に。 粒体の少Ａくともいくつかは半径方向で内側にドリフトすると共に、少なくとも いくつかは半径方向で外側にドリフトするようになっている。 ６０　請求の範囲第５９項記載の方法であって、更に次のステップを含む方法。 （、Ｅ）　分離カラムを、複数の略集束されたおよび略環状の分離ザブカラトに 分割する。 ６１　請求の範囲第５９項記載の方法であって、更に次のステソゲを含む方法。 （Ｆ）　媒体の予め定められた略集束されたおよび略環状のセグメントの内部に 含１れる粒体を、それらが分離カラムを去るに従って、分離的に集める。 ６２、特許請求の範囲第６０項記載の方法であって、更に次のステップを含む方 法。 （Ｆ）　媒体の予め定められた略集束されたおよび略環状のセグメントの内部に 含１れる粒体を、それらが分離カラムを去るに従って、分離的に集める。 ６３請求の範囲第５９項記載の方法であって、磁界制定ステップは、伸長した多 極子磁石の手段によって為される方法。 ６４　請求の範囲第６６項記載の方法であって、磁石はカラムを囲んでいる方法 。 ６５　請求の範囲第６４項記載の方法であって、磁石は６極子である方法。 ６６　請求の範囲第６４項記載の方法であって、磁石は４極子である方法。 ６７　請求の範囲第６６項記載の方法であって、媒質は常磁性体である方法。 ６８　請求の範囲第６５項記載の方法であって、媒質は強磁性体である方法。 ６９　請求の範囲第６６項記載の方法であって、媒質は強磁性体である方法。 ７０、請求の範囲第６３項記載の方法であって、媒質は反磁性流体である方法。 ７１　請求の範囲第５９項記載の方法であって、カラム制定ステノブ（Ａ）はダ クトの使用を含み、まだ、カラム回転ステップ（Ｄ）はダクトおよびその中身を 回転させることを含む方法。 ７２、特許請求の範囲第６０項記載の方法であって１分割ステップ（Ｅ）は複数 のりゝクトの使用を含み、また、回転ステップ（Ｄ）は夕ゝりｌ・およびその中 身を回転させることを含む方法。 ７ろ　請求の範囲第５９項あるいは第６０項記載の方法であって、回転ステップ （Ｄ）は静止ダクトを介して媒質をらせん状の流れとすることを含む方法。 ７４　請求の範囲第５９項、第６０項、第６１項あるいは第６２項のいずれか一 項に記載の方法であって、更に、重力場の力線に対してその軸を制御可能にして 心ずれをなすことにより分離カラムにおける粒体を躍動させるステップを含む方 法。 ７５　請求の範囲第５９項、第６０項、第６１項あるいは第６２項のいずれか一 項に記載の方法であって、更に、磁界の対称性を制御可能にしてひず捷せること によって。 分離カラムにおける粒体な躍動させるステップを含む方法。 ７６　請求の範囲第５９項、第６０項、第６１項あるいは第６２項のいずれか一 項に記載の方法であって、更に、カラムの軸から磁界の軸を制御可能にして分離 することによって、分離カラムにおける粒体な躍動させるステップを含む方法。 ７Ｚ　磁気流体媒質内に含まれる粒体を、当該、粒体相互間の密度差または密度 および磁気的性質の相違に基づいて分離する装置であって、次のものを含む。 中心長軸を有する分離ダクト、 ダクト内の軸に関して、そこに近接しているソースから磁界を制定する手段；前 記磁界は、そこに含まれる材料に、略半径方向のみに方向付けられだ軸対称の磁 力を生成するに適している、 ダクトを介して分離されるべき粒体を含む磁気媒質を通過させる手段、および、 分離されるべき粒体な含む媒質を、それがダクトを介して通過するに際して回転 させる手段。 ７８　請求の範囲第７７項記載の装置であって、ダクトが伸長されている装置。 ７９　請求の範囲第７７項記載の装置であって、夕ゞクトの内部ス被−スを、複 数の略集束されたおよび略環状の分離チャネルに副分割する手段を含む装置。 ８０　請求の範囲第７７項記載の装置であって、更に、流体媒質およびそれに含 捷れている粒体を、それがダクトを去るのに従って、少なくとも内側および外側 の分岐状態に分割するだめの手段を含む装置。 ８１　請求の範囲第７９項記載の装置であって、更に、流体媒質およびそれに含 捷れている粒体を、それが各分離チャネルを去るのに従って、少なくとも内側お よび外側の分岐状態に分割するだめの手段を含む装置。 ８２　請求の範囲第７７項、第７８項、第７９項、第８０項あるいは第８１項の いずれか一項に記載の装置であって、更に、分離夕゛クトの中心部から媒質の流 れを離すよりに仕向けるだめに、当該ダクト内における中心の長手２ 方向の流れガイドを含む装置。 ８ろ　請求の範囲第７７項、第７８項、第７９項、第８０項あるいは第８１項の いずれか一項に記載の装置であって、磁界制定手段はダクトを囲む多極磁石を含 む装置。 ８４、請求の範囲第８６項記載の装置であって、磁石は一定直径の中心ボアを有 する装置。 ８５　請求の範囲第８６項記載の装置であって、磁石は４極子である装置。 ８６　請求の範囲第８３項記載の装置であって、磁石は６極子である装置。 ８７　請求の範囲第８０項記載の装置であって、媒質通過手段は、各分岐域の内 部に含剪れる流体媒質の流速を独立しておよび制御可能にして変化させる手段な 言む装置。 ８８　請求の範囲第８１項記載の装置であって、媒質通過手段は、各分岐域の内 部に含まれる流体媒質の流速を独立しておよび制御可能にして変化させる手段を 含む装置。 ８９　請求の範囲第７７項、第７８項、第７９項、第８０項あるいは第８１項の いずれか一項に記載の装置であって、回転手段は、各ダクトおよびその中身を回 転させる手段を含む装置。 ９０　請求の範囲第８９項記載の装置てあって、回転手段は更に、磁界発生手段 を回転させるだめの手段を含む装置。 ９１　請求の範囲第７７項、第７８項、第７９項、第８０項あるいは第８１項の いずれか一項に記載の装置であって、分離ダクトが整列されるようにして採用さ れており、それにより、その中心軸は重力場における力線に対して並列となって おり、寸だ、この装置は更に、前記力線に対して前記軸を制御可能にして心ずれ をなす手段を含んでおり、それにより、分離される粒体に躍動作用な及ぼすよう にしている装置。 ９２　請求の範囲第７７項、第７８項、第７９項、第８０項あるいは第８１項の いずれか一項に記載の装置であって、更に、ダクトの中心軸および磁界の軸を制 御可能にして分離する手段を含み、それにより、分離されるべき粒体に躍動作用 が及ぶようにした装置。 ９３　請求の範囲第７７項、第７８項、第７９項、第８０項あるいは第８１項の いずれか一項に記載の装置であって、更に、磁界の対称性を制御可能にしてひず ませる手段を含み、それにより、分離されるべき粒体に躍動作用が及ぶようにし た装置。 ９４　請求の範囲第７７項、第７８項、第７９項、第８０項あるいは第８１項い ずれか一項に記載の装置であって、磁気流体媒質と分離されるべき粒体な媒質に 誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 ９５　請求の範囲第８３項記載の装置であって、磁気流体媒質と分離されるべき 粒体を媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 ９６　請求の範囲第８５項記載の装置であって、強磁性流体媒質と分離されるべ き粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 ９７　請求の範囲第８５項紀載の装置であって、常磁性流体媒質と分離きれるべ き粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 ９８　請求の範囲第８６項記載の装置であって、強磁性流体媒質と分離されるべ き粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 ９９　磁気流体媒質内に含まれている粒体な、当該粒体の磁気的性質の相違に基 づいて分離するだめの装置であって、次のものを含む。 インレットおよびアウトレットを有すると共に、磁気流体媒質において混合され た分離されるべき粒体のスラリーを受け取るだめに採用されており、また、中心 軸および予め定められた断面領域を有する分離ダクト、ダクト内にて、その近辺 のソースから磁界を制定する手段；前記磁界は、それに含１れる材料に、略半径 方向のみに方向付けられた軸対称の磁気力を生成するのに適している、 分離されるべき粒体な含む磁気流体媒質をダクトの断面領域に亘って通過させる だめの手段、ダクトの断面領域をそのアウトレットにおいて略集束されたおよび 略環状の放流通路に分割する隔壁手段。 １００　請求の範囲第９９項記載の装置であって、ダクトが伸長されている装置 。 １０１、請求の範囲第９９項記載の装置であって、更に、ダクトの内部スイース を、複数の略集束されたおよび略環状の分離チャネルに副分割するだめの手段を 含む装置。 １０２　請求の範囲第９９項記載の装置であって、流体媒質およびそれに含まれ る粒体な、それがダクトを去るに従って、少なくとも内側および外側の分岐域に 分割するだめの手段を含む装置。 １０ロ　請求の範囲第１０１項記載の装置であって、更に、流体媒質およびそれ に含まれる粒体を、それが各分離チャネルを去るに従って、少なくとも内側およ び外側の分岐域に分割するだめの手段を含む装置。 １０４　請求の範囲第９９項、第１００項、第１０１項、第１０２項あるいは第 １０３項のいずれか一項に記載の装置であって、更に、分離ダクト内に流れガイ ドを含んでおり、ダクトの中心部分から媒質の流れを離すように仕向けるように した装置。 １０５　請求の範囲第９９項、第１００項、第１０１項、第１０２項あるいは第 １０乙項のいずれか一項に記載の装置でろって、磁界制定手段がダクトを囲む多 極磁石を含む装置〃。 １０６　請求の範囲第１０５項記載の装置であって、磁石が一定の直径の中心ボ アを有する装置。 １０７　請求の範囲第１０５項記載の装置であって、磁石が４極子である装置。 １０８品求０範囲第１０５項記載の装置であって、磁石６ が６極子である装置。 １０９　請求の範囲第１０２項あるいは第１０６項記載の装置であって、媒質通 過手段は、各分岐域の内部に含まれる流体媒質の流速を独立しておよび制御可能 にして変化させる手段を含む装置。 １１０　請求の範囲第９９項、第１００項、第１０１項、第１０２項あるいは第 丁０３項のいずれか一項に記載の装置であって、磁気流体媒質と分離されるべき 粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １１１　請求の範囲第１０５項記載の装置であって、磁気流体媒質と分離される べき粒体を媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １１２　請求の範囲第１０７項記載の装置であって、強磁性流体媒質と分離され るべき粒体を媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １１３　請求の範囲第１０７項記載の装置であって、常磁性流体媒質と分離され るべき粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １１４　請求の範囲第１０８項記載の装置であって、強磁性流体媒質と分離され るべき粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １１５　重力場における粒体を、その磁気的性質の相違に基づいて分離するだめ の装置でろって、次のものを含む。 磁気流体を受け取るのに適した伸長した分離ダクト；前記ダクトは重力場におけ る力線に対して整列されるように採用された長手方向の軸を有している、ダクト 内の軸に関して、その近辺のソースから磁界を制定する手段；前記磁界は、それ に含まれる材料に略半径方向のみに方向付けられだ軸対称の磁気力を発生するの に適している、 分離されるべき粒体をダクトに誘導し、それにより、重力場の影響下において粒 体がダクトを介して落下できるようにする手段、および、 ダクトの内部に粒体を含む流体を、粒体がそれを介して落下する間に、回転させ るだめの手段。 １１６　請求の範囲第１１５項記載の装置であって、更に、ダクトの内部スペー スを、複数の略集束されたおよび略環状の分離チャネルに副分割するだめの手段 を含む装置。 １１７、請求の範囲第１１５項あるいは第１１６項記載の装置であって、更に、 分離タ゛クト内に流れガイドを含１せ、それにより、ダクトの中心部分から粒体 の流れを離すように仕向けるようにした装置。 １１８　請求の範囲第１１５項あるいは第１１６項記載の装置であって、磁界制 定手段が夕゛クトを囲む多極磁石を含む装置。 １１９　請求の範囲第１１８項記載の装置であって、磁石が一定直径の中心ボア を有する装置。 １２、特許請求の範囲第１１８項記載の装置であって、磁石が４極子である装置 。 １２、特許請求の範囲第１１８項記載の装置であって、磁石が６極子である装置 。 １２、特許請求の範囲第１１５項あるいは第１１６項記載の装置であって、回転 手段がダクトおよびその中身を回転させるだめの手段を含む装置。 １２、特許請求の範囲第１２２項記載の装置であって、更に。 磁界生成手段を回転させるだめの手段を含む装置。 １２、特許請求の範囲第１１５項あるいは第１１６項記載の装置であって、更に 、夕゛クトの中心軸および磁界の軸を制御可能にして分離させる手段を含み、そ れにより、分離されるべき粒体に躍動作用を生じさせるようにした装置。 １２、特許請求の範囲第１１５項あるいは第１１６項記載の装置であって、更に 、磁界の対称性を制御可能にしてひずませるだめの手段を含み、それにより、分 離されるべき粒体に躍動作用を生じさせるようにした装置。 １２、特許請求の範囲第１１５項あるいは第１１６項記載の装置であって、ダク ト内の磁気流体媒質と分離されるべき粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み 合わせによる装置。 １２、特許請求の範囲第１１８項記載の装置であって、ダクト内の磁気流体媒質 と分離されるべき粒体を媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １２、特許請求の範囲第１２０項記載の装置であって、ダクト内の強磁性流体媒 質と分離されるべき粒体な媒質に誘導する手段との組み合わせによる装置。 １２９品求０範囲第１２０項記載の装置であって、ダクト内の常磁性流体媒質と 分離されるべき粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １３０　請求の範囲第１２１項記載の装置であって、ダクト内の強磁性流体媒質 と分離されるべき粒体を媒質に誘導するだめの手段との組み合わせに上る装置。 １５１　請求の範囲第１１５項あるいは第１１６項記載の装置であって、更に、 重力場の力線に対して磁軸な制御可能にして心ずれを行わせるだめの手段を含み 、それにより、分離されるべき粒体に躍動作用が生じるようにしブこ装置。 １６２　重力場における粒体を、その磁気的性質の相違に基づいて分離するだめ の装置であって、次のものを含む。 磁気流体を受け取りそして保持するために予め定められた断面積を有する伸長し た分離ダクト；前記ダクトは重力場における力線に対して整列されるように採用 されている長軸を有し、また、前記ダクトは底部および開放頂部を有している、 ダクト内の軸に関してその近辺のソースから磁界を制定するだめの手段；前記磁 界はそれに含１れている材料に略半径方向のみに方向付けられた軸対称の磁気力 を生成するのに適している。 分離されるべき粒体なダクトの断面領域全体に誘導して、それにより、重力場の 影響下で粒体がそれを介して落下できるようにした手段、および、 ０ ダクトの断面領域を、その底部で略集束されたおよび略環状の収集ゾーンに分割 するだめの隔壁手段。 １３ろ　請求の範囲第１６２項記載の装置であって、更に。 ダクトの内部スに一スを、複数の略集束されたおよび略環状の分離チャネルに副 分割するだめの手段を含む装置。 １３４　請求の範囲第１３２項あるいけ第１６ろ項記載の装置であって、更に、 分離ダクト内に流れガイドを含ませて、ダクトの中心部分から粒体の流れを離す ように仕向けるようにした装置。 １ろ５　請求の範囲第１６２項あるいは第１３３項記載の装置であって、磁界制 定手段がダクトを囲む多極磁石を含む装置。 １３６　請求の範囲第１３５項記載の装置であって、磁石が一定直径の中心ボア を有する装置。 １３７　請求の範囲第１３５項記載の装置であって、磁石は４極子である装置。 １３８　請求の範囲第１３５項記載の装置であって、磁石が６極子である装置。 １６９　請求の範囲第１３２項あるいは第１３３項記載の装置であって、タ゛ク ト内の磁気流体媒質と分離さｉするべき粒体を媒質に誘導するだめの手段との組 み合わせによる装置。 １４０　請求の範囲第１３５項記載の装置であって、ダクト内の磁気流体媒質と 分離されるべき粒体を媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １４１　請求の範囲第１６７項記載の装置であって、タゝクト内の強磁性流体媒 質と分離されるべき粒体な媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置 。 １４２　請求の範囲第１６７項記載の装置であって、タ゛クト内の常磁性流体媒 質と分離されるべき粒体を媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置 。 １４ろ　請求の範囲第１３８項記載の装置であって、ダクト内の強磁性流体媒質 と分離されるべき粒体を媒質に誘導するだめの手段との組み合わせによる装置。 １４４　請求の範囲第１項、第２項、第６項あるいは第４項のいずれか一項に記 載の方法であって、更に、分離領域における粒体を躍動させるステップを含む方 法。 １４５　請求の範囲第１項、第２項、第３項あるいは第４項のいずれか一項に記 載の方法であって、更に、ス）　ＩＪ−ムを振動させることによって、分離領域 における粒体な躍動させるステソゲを含む方法。 １４６　請求の範囲第５９項、第６０項、第６１項あるいは第６２項のいずれか 一項に記載の方法であって、更に、分離カラムにおける粒体を躍動させるステソ ゲを含む方法。 １４７　請求の範囲第５９項、第６０項、第６１項あるいは第６２項のいずれか 一項に記載の方法であって、更に、カラムを振動させることによって、分離カラ ムにおける粒体を躍動させるステソゲを含む方法。 １４８、請求の範囲第７７項、第７８項、第７９項、第８０項あるいは第８１項 のいずれか一項に記載の装置であって、更に、分離ダクト内の粒体を躍動させる だめの手段を含む装置。 １４９　請求の範囲第１４８項の装置であって、躍動手し・け、分離ダクト内の 粒体を振動させるだめの手段を含む装置。 １５０　請求の範囲第１１５項あるいは第１１６項記載の装置であって、更に、 分離タ゛クト内の粒体を躍動させるだめの手段を含む装置。 １５１　請求の範囲第１°５０項記載の装置であって、躍動手段は、分離ダクト 内の粒体な振動させるだめの手段を含む装置。