JPS60202755A - 非磁性電気伝導性金属分離法および装置 - 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】 本発明は、固体材料の混合物から非磁性、電気伝導性金
属を分離するに際し、交番磁場の作用によって空気流で
該混合物を供給する方向から、前記金属を分離する方法
、ならびにこの方法を実施するために交番磁場発生器を
用いる装置であって、空気の供給部を下端に有する空気
導路を備え、他端に少なくとも１個の空気抜出部を備え
、さらに固体材料装入孔を備えている装置に関するもの
である。

いわゆる渦流分離では装入材は交番磁界発生機の極の間
を例えば帯状もしくは自由落下状に案内される。この際
分けられるべき混合物のうちで伝導性が良好な成分に誘
起される渦流は発生磁場と反対向きの固有の磁場を作シ
出し、従ってこの成分は電磁力によって混合物の残シの
成分に比して加速されることになる。渦流分離によれば
、自動車シュレッダ−スフ２ツノ、電気ヌクラップ、ガ
２ヌの廃棄物などのヌクラップおよび廃棄物からアルミ
ニウムおよび銅などの強磁性でない、電気伝導性が良好
彦材料が級別される。この材料中に強磁性部分が含まれ
ている場合は、強磁性部分は渦流分離装置の作業間隙を
詰まらせるから、−流分前装置を通過させる前に予め磁
選を行わなければならない。よシ少ガい出費で分離可能
な他の成分との衝突によって渦流分離で利用すべき力が
消耗するが、この消耗はできるだけない方がよいから、
例えば空気分離などの他の準備段階を初めに接続するこ
とが得策である。空気分離は特に、比重が軽い部分を比
重が重い部分から分けるのに適している。この場合空気
の流れの垂直方向もしくは水平方向の沈降速度に対応し
て分離が行われる。

比重が軽い製造物と重い製造物を分けるに際し出費に見
合う分離結果を達成するためには装入材料を極めて狭く
予め分級しなければならないが、この分級では粒形状を
無視される。

空気分離器では分けようとする部分の流れに対して反対
向きの空気流の制御を行うことによって、比重が重い部
分（その形状因子は球形態よシ著しくずれることがしば
しばである）は寸法が小さくとも大きくとも下向きに沈
降させ、そして下向沈降片に対して、寸法が小さく比重
が軽い部分を空気流によシ上向きに運ぶようにする。比
重が軽い部分のかなシの割合はその材料に相応して軽い
物品に属するが、その絶対重量もしくはその球に類似し
た形状因子に相応して比重が重い材料と一緒に沈降する
という問題が起こることがある。空気流の強さを高める
ならば比重が軽く、寸法が大きい部分を軽い物品に搬送
することができるであろうが、同時に比重が重い材料の
かなシの部分がその粒の大きさおよび粒形状に相応して
同様に軽い物品と一緒に導出されてしまう。

空気分離によって大きさが小さく比重が異なる゛断片は
比較的良好に分けられる。一方、渦流分離方法において
は代表的である材料消費およびエネルギー消費を保って
連続分級を行なう意義ある材゛料理合物の粒の大きさの
下限は、直径で約１５ないし２０ｍである。すなわち固
体材料混合物から非鉄金属を分離する際に可変磁場中で
渦流分離を行なう方法は粒の大きさにある最小値がある
ことを前提としている。

ドイツ特許公開公報第２５０９　６３８号には渦流分離
のための装置において装入材料の通気に専ら適す空気導
孔を設けるととが提案されている。

この装置では分離されるべき混合物の個々の断片は、そ
の落下方向を横切って磁場が変化している交番磁界発生
器の間隙を通って自由落下し、そして反対向きの空気流
に到達する。公知の装置の欠点は、渦流分離を意義あら
しめるためには、混合物片に電磁的影響を与えなければ
ガらず、−力空気流を横切って降下している小片の側方
に前記混合物片を移動させなければならないために、混
合物片の電磁的影響を与える部分とその他の部分とが衝
突する影響によって、二つの物体内の妨害もしくは遅延
が起こって、装入材料の流れを広範囲で個別の流れにす
るととができないために誤って運び出される部分がかな
シ多くなるところにある。

供給シャフトにおいて分級される物品に通気するための
空気は、分離ゾーンに到達前に吹込まれていなければな
らないので重さが異なる材料の分離には役立てられなり
０さらに、交番磁場発生器によシ方向を転換される、比
重が軽い粗粒材料と一緒に比重が軽い微粒材料が一緒に
運び出されることは考慮外に置かれている。最後に、個
々の片の位置は定められないので、冬番磁場によって回
転される個々の片の方向は渦流分離によってその時の個
個の片に作用する分離力（横加速）が比較的小さくなる
ような方向になっている。

本発明が基礎とする課題は、上述の方法を改良する仁と
によって、交番磁界により影響される電気伝導性部分が
これに隣接する部分にょシ実質的に妨害されることなく
所望の方法で付加的に加速される方法を提供することに
ある。装入物品に空気分離と渦流分離を同時に施こすこ
とによって小さい部分（空気分離によって）並びに大き
い部分（渦流分離によってンを比重が重い部分と比重が
軽す部分あるいは電導性部分と非電導性部分に分けると
いう思想から出発して、上記課題を解決するために、固
体材料混合物を空気分離を行なう空気の主たる流れにで
きるだけ一層の層として空気流に対して角度をもたせて
給送し、供給領域において交番磁場の作用下で、非磁性
伝導性材料からなる粗粒軽量部分も、純粋の空気分離の
際には形状因子によって重量フランクぢンに達する上記
材料も軽量物品運出部に移送し、また好ましくは、附加
空気を添加することによって物品供給領域において軽量
物品用洩出ゾーンにて流れを加速することを提供する。

既に冒頭の部分で述べたように、通常の空気分離では本
来は軽量管品に属する混合物の部分に形状因子によって
重量フラクシヨンに混入することもあるが、ここで問題
となる部分は球に類似形態流れの方向において附加空気
供給部での物品供給位置であって、材料供給部直後の位
置ならびに一度交番磁場発生器の配置に相応して流れの
方向で物、ａ也鉛曲嘴の亦ｆ砒娼界＆興の櫃値ル与中ｌ
イいるものである。

本発明方法を実施するための装置によれば、上記課題は
、空気分離器となる空気導路に材料を供給する材料供給
部を空気流の外に位置させ、空気導路の側方に装入口を
合流させ、そして合流領域において流れの方向で空気を
加速する装置と交番磁場発生器とを配置し、この交番磁
場の力の方向を空気の流れの方向に向けるとともに装入
口の領域において材料供給部の底部稜を横切る方向に向
けることによシ達成される。

空気を加速することによって、流れ方向で装入口の後で
空気速度が装入口前での速度より大きくなシ、また空気
導路内で空気流の速度が飛躍するかかる領域に予め設定
された交番磁場の作用によシ、極性および変化方向の適
合を本発明にしたがって行わしめる場合には、電気的に
伝導性が良好な部分に関して渦流分離対象となっている
最小粒までが空気の速度がよシ低い領域から空気速度が
よシ高い領域にもち上げられる。よシ小さい（渦流分離
の対象とならない）比重が軽い部分と比重が重い部分と
を分けるように空気分離の流れが調整される場合に、空
気添加もしくは空気併用と組み合わされた渦流分離によ
って、理想的媒体、例えば形状因子が球に類似している
ところの比較的大きくかつ比重が軽い混合物片の分級を
達成する手段は、これらの片を空気速度が低いレベルか
ら空気速度が高いレベルに持ち上げ、そして空気流を強
めて軽量物品に輸送するところにある。また本発明の方
法によると、比較的小さな寸法で比重が重い部分が軽量
物品に入る危険はなくなる。本発明による底部稜は好ま
しくは空気導路内にて材料供給合流部に対して角度をも
って形成される。かかる底部稜によると従来技術とは異
なって材料は可及的に一層となって空気分離器の領域に
も交番磁場発生器の領域にも移される。

以下、本発明の実施態様を図面を参照として説明する。

第１図に示す実施態様によると上向きの空気流１内での
分けるべき材料の分級がゾグデグ状に構成された空気導
路２内にて行なわれる。この代シに、空気導路を態形に
した、垂直もしくは水平の空気流路をも用いることがで
きる。空気導路２への分離材料の装入はパケットホイー
ルゲート３を材料供給手段として空気流路２の上部３分
の１に行なうことが好ましい。空気導路２に附属する装
入口４は導管５もしくは他の供給手段３を介してパケッ
トホイールゲート３に接続されている場合けられること
が好ましい。導管５から空気導路２または装入口４の領
域への過渡部には、底部稜４が予め設けられている。底
部稜４の最も簡単な実施態様によれば、空気導路２の長
軸に対して角度をなしておシかつ空気導路の領域に達す
る導管５によシ装入口４に接する空気導路２内にて、底
部稜Ａが形成される。第２図に比重が重い部分を６で、
比重が軽い部分を７で示す。軽比重部分７と重比重部分
６とよシなる、分けるべき材料は装入口４を介して空気
導路２に達する。空気流１は主空気流路８および空気導
出部９を通して吸引される。而して、空気導路２に達し
た分けるべき材料は空気流と反対の向きで降下する。第
２図に詳しく示されている空気流のジグデグ構成によシ
導路２の内側にて所望の分離に好都合な強い乱流の空気
流がいわゆる渦流円筒１０．１１を伴なって発生する。

上向きの主流は導路２内にてほぼ矢印１２．１３にて示
した形態となる。

材料供給部が空気導路２に合流する合流部（装入口４）
の高さにほぼ相当する位置に出口ゾーン１６が設けられ
、この出ロゾー７１６に至る過渡領域Ｂにて添加空気流
１５を導路２に送入するために空気導路２に並設の空気
供給部１４が設けられている。添加空気流１５は主空気
供給部８を介して吸引される空気流１に添加されるため
に、装入口４に連接する空気導路２の上部もしくは第２
の領域、空気導路２の運び出しゾーン１６において流れ
方向で導路に先行する領域３３よシも空気流１３が強く
なる。図示されているように一つ導管から並設の空気供
給部１４を構成することができるが、これを多くの導管
によ多構成し、さらにかかる導管を導路２の運び出しゾ
ーンの多くの位置に合流部せることすらも可能である。

空気導路２内にて上向きに運び出される軽い物品は空気
流１３によシ導管１７を通ってサイクロン１Ｂに搬送さ
れ、とこで固体材料部分は担体空気流から分離される。

固体材料のうちサイクロン１８内で分離された部分を運
び出すにはパケットホイールゲート１９を介することが
得策であシ、一方線化された空気は第３図によると導管
２０を介してプロワ−２１の吸引側に案内される（第３
図参照）。

空気流は循環路にて空気導路２に戻される経過がさらに
とられる。さらに、弁２２を介して新鮮な空気が空気再
循環路に導ひかれるととがある。さらに、プロワ−２１
の加圧側は導管２３を介して空気導路２の主空気供給部
８と接続されている。

ここで、空気流の一部を弁２４を介してフィルタ２５内
でのダスト分離に導びきまた弁２６を介して空気導路２
に並設された空気供給部１４に案内することができる。

並設の空気供給部１４内および主空気供給部８内での空
気量を制御するために例えば弁２７カいし２Ｂを供用す
ることができる。

第１図および第２図にしたがって軽量物品が空気流１３
によってサイクロン１８に輸送されている最中に、重量
物品は空気流１２と反対向で導路底部２９に到達し、こ
こで例えばパケットホイールゲート３０（第１図）によ
シ搬出される。

本件の装置は、通常の空気分離器とは異なって並設の空
気供給部１４の外に、第１図および第２図では装入口４
の下方にて底部稜Ａ直接隣接配置されている交番磁場発
生器３１を有するものである。交番磁場発生器３１の変
動磁場は第１図および第２図の実施態様では装入材料の
流れ３２に対して直角の角度を有すること、すなわち底
部後Ａを横切ることが好ましい。この代シに、導路２の
両側面にて装入口４の領域に交番磁場発生器を設置して
、その磁場を空気流１３の方向で変化させるようにした
ものを用いることもできる（第４図および第５図の実施
態様参照）。磁場発生器３１としては回路周波数（Ｎ＠
ｔｚｆｒ＠ｑｕｅｎｚ　）を制御する１相または多相の
コイル装置ならびによシ高い周波、数で動作されるよう
なコイルがある。空気コイルもしくは鉄心コイルを使用
することができる。

上記実施態様では分離過程は、第２図に詳しく示したよ
うにジグザグ状の空気導路２内にて進行する。既に述べ
たように、第２の導路領域を流れる空気流１３は並設の
空気供給部１４に隣接するところで強さが装入口４前方
の導路領域３３内での空気流１２０強さよシも大きくな
る。分離経過は、装入材がバク、トホイールグート３お
よび流入嵌め管５を介してジグザグ状空気流路２に案内
される方法をとる。

分級物品が垂直シャフトの全断面積に分布して分離ゾー
ン内に降下する。従来技術とは異なって、本発明による
と底部後Ａによって装入材料をできるだけ一層の層とし
て空気分離器の領域にも交番磁場の領域にも移すかある
いは移すことができる。

本発明は垂直供給は明らかに意識して除外しそして分級
物品を空気導路の分離ゾーンに側方から導入する。すな
わち、第１図および第２図の実施態様の場合は分級物品
は底すなわち導管５の上を固有分離ゾーンまで絶えず密
に分級物品が案内される。この実施態様では小部分材料
の原則としてその最大面が底に位置し、次にこの面は底
部後Ａに近接して発生する交番磁場にさらされるために
公知のように底部後Ａを横切る方向での最大の突放し効
果が達成される。

導路の両側に交番磁場発生器を設置して、この発生器に
よシ磁場を空気流の方向で変化させる代替態様を上記で
言及したが、この態様について第４図および第５図を参
照して詳しく説明する。

空気導路２の領域の中で流れ方向で装入口４の前方にあ
シ、最初のもしくは下部の領域は３３である。かかる領
域３３における空気の速度を制御して、比重が重い小さ
い部分を下向きに沈降させ比重が軽い小さい小片を上向
きに運ぶとともに軽量物に搬出する。例えばアルミニウ
ムからなる、比重が軽くよシ大きな部分を運び出すため
に□交番磁界発生器３１を使用する。この構造物の変化
磁場３４中にて比重が軽く、電気伝導性が良好な、大き
な部分に渦流を誘起することによって、その移動方向を
転する。渦流は再び励起磁界３４と反対向きの磁場によ
υ囲まれるために、（電気伝導性が良好な）比重が軽い
、大きな成分７が突放され、そして導路の中でよシ速い
速度が作用している第２のもしくは上部の領域に入シ、
そして搬出ゾーン１６に至る。特に、並設の空気供給部
１４からの空気に適合して供給の配合を行なうことによ
って空気速度に適宜の差異を設けるならば、装入材料の
うち交番磁界によって移動方向を転ぜられている部分が
後続のサイクロン１８に輸送される。

空気分離と渦流分離を組合わせて、電気伝導性が良好な
非鉄金属を分離するための装置の別の実施例を第４図お
よび第５図によシ説明する。この場合は、空気導路３５
は垂直になるかあるいは垂線に対して４５°まで傾いて
おシ、かかる空気導路３５を下から上向きに流れる空気
流３６により分離が行なわれる。空気流３６は、重い物
品を導出するためのパケットホイールゲートを備えるこ
とがある空気供給部の下端の主空気供給部１０８を経て
導路上端の空気導出部１０９に至る導路を通シ、そして
第３図の実施態様と同様に導管１１７を経てサイクロン
等に達する。空気導路３５には第１図および第２図によ
る空気導路２と同様に、供給促進手段１０５と、パケッ
トホイールゲート１０３と、空荷導路３５の下部よシも
空気の速度が装入口１０４の上方で高くなるような位置
に配置された並設の空気供給部１１４と、が備見られて
いる。供給部１１４の上方に別の附加空気供給部を設け
ることによって重い部分が確実に運び出させるようにす
ることができる。

第４図による供給促進手段は、前述の実施態様と同様に
底部後Ａ１を通って空気導路３５内に至る。また底部後
の最も簡単な実施態様では長軸の相対位置を傾斜させた
供給部１０５および導路３５よシなる。

空気導路３５好ましくは矩形断面を有する。交１　番磁
場発生器３７としては好ましくはり＝アモーターが取り
上げられる。例えば空気導路３５の対向側面に極３８お
よび３９が配置されている２重固定子形態が好ましい（
第５図の断面図参照）。

２重固定子形態の両リニアモーターによシ発生せしめら
れた変動磁界の方向４０は図示された実施態様では導路
３５内の空気流３６と同方向である。

交番磁場発生器３７の磁場変化は励起周波数によって常
に下から上向きに矢印方向４０で起こる。

本例ではリニアモーターは多相の電気で付勢され、回路
周波数もしくは約１０００　Ｈｚまでのよシ高い周波数
により電圧が定められる。

第４図および第５図の実施態様では、装入物の中で比重
が軽く粗粒の部分が交番磁場発生器３７によって併設空
気供給部１４の上方の空気の速度がよシ高い領域に持揚
げられそして第１図および第２図の実施態様で記述した
如くよシ強い空気流によって軽量物品に運び出される。

分離過程全体は既に第１図および第２図によシ記述した
ところと同様になる。

第１図および第２図による実施態様に比較して若干配置
を異にした交番磁場発生器３７によって装入材料の挙動
はと多わけ装入口１０４の領域で若干異々ってくる。底
部後Ａ１において回転する材料または個々の小片は交番
磁場発生器の平面を向くが、最初は不所望な狭い側が交
番磁場発生器の平面を向き、個々の部分が空気分離器３
５内にて空気流３６にさらされるや否や、個々の部分が
向きを変え、各小片について大きい平面が交番磁場発生
器３７の面のひとつを向き、との瞬間に、供給部の底部
後Ａ、を横切る方向の十分な渦流磁化衝撃を各小片が受
ける。本発明には、供給部１０５の底部をほぼＶ字形に
構成することによって、供給された小片が導路３５に到
達する前に既に交番磁場発生器に対する好ましい位置を
該小片に与える可能性もある。勿論第４図に示されたよ
うな供給部は必須のものではなく、供給部が導路３５に
合流する箇所で底部後が形成される限り供給部を水平に
してもよい。さらに、第５図に示されたような磁場発生
器３８．３９を正確に対向する位置に配置することは絶
対的なものではなく同じ高さであるがしるしの平面から
ずらして取シ付けることも可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気分離部および渦流分離部を備えた空気導路
の原理構造図、 第２図は装入口に境界を接する空気導路内の流れ経過を
示す図、 第３図は全装置における空気流の流れ図示図、第４図は
空気分離と渦流分離とを組合わせた空気導路の代替実施
態様を示す図面、 第５図は第４図のＶ−■線に沿う断面図である。 １・・・空気流、２・・・空気導路、６・・・重い部分
、７・・・軽い部分、８・・・主空気供給部、１５・・
・添加空気流、１６・・・出口ゾーン、１８・・・サイ
クロン。 以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体材料の混合物から非磁性、電気伝導性金属を分
   離するに際し、交番磁場の作用によって空気流で該混合
   物を供給する方向から前記金属を分離する方法において
   、 固体材料混合物を空気分離を行なう空気の主たる流れに
   できるだけ一層の層として空気流に対して角度をもたせ
   て給送し、ｘ、ｔ　ａ　ｐ域において交番磁場の作用下
   で、非磁性伝導性材料からなる粗粒軽量部分も、純粋の
   空気分離の際には形状因子によって重量７ラクシ１ンに
   達する上記材料も軽量物品運出部に移送し、また好まし
   くは、附加空気を添加することによって物品供給領域に
   おいて軽量物品用搬出ゾーンにて流れを加速することを
   特徴とする非磁性電気伝導性金属分離方法。 ２、固体材料の混合物から非磁性、電気伝導性金属を分
   離するに際し、交番磁場の作用によっている装置におい
   て、 空気分離器となる空気導路（２，３５）に材料を供給す
   る材料供給部（３，４，５）を空気流（１，３，６）の
   外に位置させ、空気導路（２゜３５）の側方に装入口（
   ４，１０４）を合流させ、そして合流領域（Ｂ、Ｂ１）
   において流れの方向で空気を加速する装置と交番磁場発
   生器（３１゜３７）とを配置し、この交番磁場の力の方
   向を空気の流れの方向に向けるとともに装入口（４，１
   ０４）の領域において材料供給部（３，４，５）の底部
   稜（Ａ、ＡＩ）を横切る方向に向けることを特徴とする
   非磁性、電気伝導性金属分離装置。 ３、空気加速装置が軽量材料分別分を運び出す領域に至
   る過渡領域に合流している併設空気供給部（１４）から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置
   。 ４、空気加速装置が、運び出し領域（１６）より下方の
   空気導路（３３）の内側断面に対して該領域の断面を狭
   まくしてなることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の装置。 ５、装入口（４，１０４）が空気導路（２，３５）に至
   る過渡部に交流磁場発生器（３１，３７）φよ配設され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項から第４
   項までのいずれかに記載の装置。 ６、空気導路（２）をジグザグ状とする特許請求の範囲
   第２項から第５項までのいずれかに記載の装置。 ７、交番磁場発生器として１相または多相で制御される
   コイル装置を用いる特許請求の範囲第２項から第６項ま
   でのいずれかに記載の装置。 ８、交番磁場発生器（３７）の極（３８，３９）の間に
   空気流（３６）を形成し、磁場（４０）を空気の方向で
   変化させるとともに、前記空気流’　（３６）’＆い。 ０．。４）、！：１ｉｆｔヵ１エヶや。 （１１４）に隣接する空気導路（３５）内のものとした
   特許請求の範囲第２項から第４項までのいずれかに記載
   の装置。