JPS6052863B2 - ドラム型強磁場選別器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内部に固定して配置されている露出した磁石
系統を有するドラム型強磁楊選別器に関．する。

磁場選別器において強磁場選別器と弱磁場選別器とを区
別するのは普通のことであ、それらの選別器は種々異な
る選別目的のために選ばれるのである。

弱磁場選別器は通常露出した磁石系統を有．するドラム
型選別器として形成されそして主として強磁場物資又は
少くとも中位の磁性を帯びた物資の選鉱のために用いら
れ、一方強磁場選別器は通常被覆された磁石系統を有し
そして主として弱磁性物資の選鉱のために使用される。
選鉱技術的にはドラム型強弱場選別器と本質的な相違が
ないドラム型強磁場選別器も知られている。

この双方の選別器においては回転するドラムの内部に位
置固定した磁石系統が配置されている。しかしドラムの
巾全体に亘つて磁場が貫通しているドラム型強弱場選別
器に対し、公知となつているドラム型強磁場選別器にあ
つては、磁場が局限された区域に限定される様に磁石が
配置されている。

ドラム壁の内側に直接端面をあられしている磁石の２つ
の極毎に強い磁場が形成される。磁力線を外側に強く引
き出すため、ドラムの外周に、リング状の強磁性の外側
の磁極が取り付けらフれている。上記の外側の磁極が僅
かな間隔で配置されているとき大なる磁力が発生する。

しかしその代り磁力到達距離が小さいため作動範囲が小
さい。即ち端末効果のため選別能力が僅小なものとなる
。そｊれ故上記の様なドラム型強磁場選別器では選別す
べき物資の供給は溝により行われなければならず、該溝
は物資を外側の磁極の間に導くのである。磁化される物
資はその際、外側の磁極とドラムにすい付き、そして回
転により磁場の範囲外に・一導出されてから、振り落さ
れ、洗い落され又は擦り落されらる。１つのドラム型強
磁場選別器においては、リング状の極の間に半ば露出し
た磁場を有するため、有効な磁場の強さは、類似した選
別器、即ちいわゆる円筒選別器の場合に比較したさ程強
大なものではない。

該円筒選別器の磁場は被覆された磁石系統、即ち回転可
能な２つのドラムの外側から空気間隙を隔てて取り付け
られている磁極より成るものである。公知となつている
ドラム型強磁場選別器においては磁場の強さは例えば０
．Ｆ！Ｂｌ．至１Ｔになつている。

また半ば露出した磁場は例えば５７７！１１７！以上の
大なる粒子の選別を実施する。沈着壁に手が届き易いこ
とによつてドラム型強磁場選別器は操作技術上複雑なも
のではなく頑丈でありそして非常に簡単に特殊な要求を
満たすことができる。

特殊な要求とは、供給される物資の種類と粒子の大きさ
から具体的な選別事情、特に湿式磁力選別の場合に対し
てその都度生起するものである。この点ではドラム型強
磁場選別器は強磁場円筒選別器よりもすぐれている。し
かし前記した如き僅かな選別能力しか持たないという欠
点を別にしても次の様な欠点が別にあるということが明
らかになつた。

即ち最近ますます重要さを増して来た１００ミクロンメ
ーター以下の粒子を含む鉱石の選別に使用できないとい
う欠点があることが判明した。従つて本発明の目的は公
知となつているドラム型強磁場選別器の欠点を避けそし
て経済的見地から可能な費用で、大なる力と到達距離を
有する、構造簡単な選別器の型式を創設することであり
、この型式の選別器は、たとえ非常に磁気が弱くそして
等に担持媒質中に細かに分布している成分でもそれを選
別することができるものである。

この際大なる到達距離は同時に選別する物資の投入量を
増加できる。沈着壁に自由に手が届くということは残し
て置きたい事である。即ち取り扱い技術の構想には露出
磁石系統を基礎に置くべきである。上記の目的は本発明
により次の如く解決される。

即ちドラムの内部に、位置固定して配置されている、ほ
ぼ楕円形のコイルと磁化可能な材料から成るコイル担持
体を有し、露出した磁石系統を有する、ドラム型強磁場
選別器において磁石系統は１個又は若干個の超導電コイ
ルから成立ち、これらのコイルは寒剤タンクの内部で、
ドラムの曲率に適合しているコイル担持体の溝に挿入さ
れそしてこの担持体と共に、ドラムの扇形部分に沿つて
延長し、その際寒剤タンクの断面形状は上記に対応して
扇形形状に形成されそしてドラムのその他の内部空間は
低温装置になつていることにより解決される。本発明の
合目的な形成では、磁石系統が少くとも１個の超導電コ
イルから成り立つている。

本発明の特徴ある配置として更に次にことが提案される
。即ち磁石系統が１つ以上のコイルから成り立つている
ことおよび複数個のコイルはドラム型磁石に適合した曲
率の磁化容易な鉄の塊の面に埋め込まれている。選別器
系において機能的に最もすぐれたコイルの配置として本
発明により次の提案がなされている。

即ちコイルの巻線の軸Ａ−Ａはドラムの半径方向に向い
ていることが提案されている。選別器の作動空間におけ
る磁力が一様に分布するためには、特にコイルが長く引
き延ばされた楕円の形状に近く、特に該楕円の長軸が磁
気ドラムの回転軸の方向を向いている時有利となる。

上記により空間的に比較的大なる磁場を形成するコイル
が得られ、該コイルは、小なるコイル寸法に対比して磁
場の勾配は僅かに小さいが大なる到達範囲を有している
。このことは欠点となるものではなく、むしろ反対の選
別器を使用する場合には特長となるものである。その理
由は、選別器が選鉱過程を実施する場合の様に充分強い
磁場を有する場合には、到達範囲が磁力の強さと同様に
重要であることが判つているからである。磁場を最良の
状態に形成するため、又は磁力の到達範囲を最良にする
ためには更に、コイルが楕円の短軸の方向でドラムの形
状に適合する様彎曲していることが合目的である。

更に相並んで配置されているコイルは同一方向の磁場を
発生する様に電流を流されることも一つの特徴としてあ
げられる。

このことにより、選別器の中心Ｍから等しい距離におけ
る選別器の作動範囲において、比較的簡単な構造と簡単
なコイルの配置により、磁力の分布が可能な限ソー様に
なる。更に本発明によるドラム型強磁場選別器の合目的
な形成は次の様な特徴を有するものである。

即ち楕円形コイルの軸の長さの比は、内部に位置するも
の罐）から外部に位置するもの（硼）に向つて減少する
。巻線を上記の如く形成することは、導線が引返す範囲
の磁場、即ちコイルの端部の磁場を最強のものにし様と
する場合、コイル端部を引き延ばすことが許容し難い磁
場の変化を避けるという特別ノの意味を持つている。

露出磁石系統の取り扱い技術的に最も県合のよい考え方
からすれば、選別器の作動範囲のドラム形の外套から磁
石系統まての距離は、磁力とそれの到達範囲を有効に利
用するため、できるだけ少７い方がよい。

他方、原料とドラム外套から低温装置の内部に流入する
熱の流れをできるだけ僅かなものに押えるためには上記
の距離はできるだけ大きくする様に望まれている。上記
した問題の技術的解決は本発明により次の様になされる
。

即ちコイルを保持している寒剤タンクとドラム型選別器
の作動範囲のドラム型壁との間の距離はできるだけ少な
く、作動範囲外の上記距離は大となつている如く形成さ
れる。上記した寒剤タンクの合目的な形成は、ドラムの
断面が円形であるのに対しほぼ扇形になつている。

本発明による選別器の特徴ある配置は、位置固定した寒
剤タンクをコイルと共に収容している低温装置の外壁が
ドラムとして形成されていることである。

この際本発明により低温装置の外壁は回動可能に保持さ
れそして磁場選別器のドラムの役目を果している。

超導電体のコイルを有する磁石系統はすでに公知であり
、それは例えばドイツ国特許公開公報第２４２８２７３
号によつて公知となつている。

該公報では、本発明の場合と異なりドラム型磁場選別器
が問題となつておらずそして特に露出磁場系統を有する
選別器が問題となつていない。上記の公開公報では、超
導電体のコイルを備えた磁場選別器の技術を示している
が、従来公知の構造の被覆された磁気系統を有する強磁
場選別器が記載されている。公知となつている上記の型
式の選別器は次の様な重大な欠点を有している。

即ち選別面に近接することができないことおよび１部は
そのことにより発生する僅かな挿入量が、被覆された磁
石系統を有する強磁場選別器の種類の使用を制限してい
る。これに反して本発明によるドラム型強磁場選別器は
、公知となつているドラム型強磁場選別器の選別技術上
の優れた点と超導電体を用いた磁石系統の強い磁力と大
なる到達範囲とを一緒に持つているものとなつている。

本発明の別の特徴および詳細は、添付図に略図により示
されている実施例を説明する次の記述により明らかにさ
れる。

第１図によれば磁場選別器の回動可能なドラム１が示さ
れ、該ドラムの内部には、外部壁２″と．冷媒タンク３
（実施例ではヘリウムタンク３）か成り立つ低温装置が
静止配置されている。

ヘリウムタンク３の内部には超導電コイル５が配置され
、これらの超導電コイルは約４ルＫの温度となつている
。コイル５は軟磁性の鉄の大なる塊４に−設けられた溝
１５の中に挿入され、鉄の塊のりんかくはヘリウムタン
ク３の曲率に合致し、従つてまたドラム１の曲率に合致
している。軟磁性の鉄から成り立つ上記の塊４はコイル
の配置のため次の理由によつて有用なものとなつている
。即ち同方向に捲かれ、同方向に電流が流され、平行に
配置されている個々の磁気コイル５は大なる力で互に反
撥されるからである。個々のコイル５が平面上でなく弧
状に配置されているため発生する力の合成した力は半径
方向外向きになる。従つてこの半径方向外向きの力を打
ち消すことを考えなければならない。個々のコイル５を
機械的な手段で固定することは沈着物と磁石との間の距
離を許し難ｊく増大させる。この様な欠点は次の様にし
て避けられる。即ちコイル担持体４が軟磁性の鉄から成
り立ち、このことにより個々のコイル５は磁気鏡像の原
理により、鉄に引き付けられる。この様にして外側に向
つて作用する半径方向の力が打ち消される。この様にし
て機械的な手段による支持の方法を断念することが可能
となる。水平に位置する低温装置２の考え方には更に次
の説明を付加して置く、即ち、１方では低温装置２の壁
を通り、選別器のドラム１の熱い部分か″ら、選別器の
冷たい部分、即ちヘリウムタンク３およびコイル５に流
れる熱量をできるだけ少くしようと努力がなされる。

この２つの温度域の間には何時もほぼ３０００Ｋの温度
のちがいがある。このことは、室温となつているドラム
１の壁とヘリウムの温度に冷却されている壁との間の距
離を、断熱のための充分な空間を得るため、できるだけ
大きくすることを意味する。更に外側タンク２′とヘリ
ウムタンク３との間の空間は完全に真空になされ、対流
による熱の移動が遮断される。

更に相異なる温度で向き合つている壁は、公知の方法て
鏡面仕上げされ、そのことによつて熱輻射が完全におさ
えられている。他方において、磁石粉末と選別されるべ
き物資との間の距離は、磁力と磁場の到達範囲を最も都
合よく利用することができる様に、できるだけ僅かなも
のにしなければならない。上記の理由により第１図に示
されている磁場選別器は、本発明により、ドラム型低温
装置２を有し、該装置のヘリウムタンク３は、磁石コイ
ル５の近傍で、即ちタンクの周囲の１１３の範囲では、
室温及至はヘリウムの温度になつている選別器部材間の
距離は最小となつており、この際この範囲では熱の損失
が計上される。

上記以外の範囲では、后退した壁の範囲３″が低温装置
の外側の壁２″と大なる距離を隔てており従つてこの範
囲では僅かな熱量の流れのみが生起する如くヘリウムタ
ンク３が扇形に内部に后退させられている。本発明によ
るドラム型強磁性選別器の上記以外の操作技術的に特徴
のある部分は、第１図に示されている様に、公知となつ
ているドラム型弱磁性選別器に類似又はそれと等しいも
のである。第１図では鉱泥水タンク６，７は鉱泥水の規
正可能な供給装置、８は規正可能な非磁性体の排出装置
、９はドラムに付着した磁性物質を擦り落とす装置、１
０は磁力により選別された物資の取り出し口、１は鉱泥
水タンクのオーバーフロー装置である。第２図は第１図
の選別器を同じ位置から見た図であが、断面でなく側面
図である。

この図から、モーター１３″と伝動装置１３″から成り
立つ電気、機械的駆動装置があることが判る。１２は軸
回転装置を示し、該装置は公知となつている弱磁場選別
器において用いられているのと同じく磁石系を鉱泥水の
水準面に対して、ドラム内部で旋回させるものである。

第３図は軟磁性の鉄で扇形に形成され、外側の半径Ｒｌ
，内側の半径Ｒ２で共通の中心Ｍを有する物体４の断面
を示す。

該鉄の物体は総体で４箇の溝１５を有しており、これら
の溝は、その中に４箇の超導電コイル５を収容している
。夫々のコイル５の中心部には核１４があり、該核は、
鉄の物体４と同じ弱磁性の鉄から作られるのが合目的で
ある。更にコイルの軸を示すＡ−Ａ軸が、系の中心点Ｍ
を通り半径方向に向き、従つてまたドラムの半径方向に
向いていることが判る。第４図には、第３図をコイル側
から見た平面図が示されている。

図において強磁性体４の投影と超導電コイル５の投影が
示され、該コイルは溝１５に挿入されそしてコイルの核
１４を有する。個々のコイル２０の略図に示した、電流
の流れる方向を示す矢印から、並列して配置されている
超導電コイル５は同方向の磁場を持つ様に励磁されるこ
とが判る。第５図は個々のコイルの捲き線の形状が示さ
れている。

この図から導線の捲き方の形状が内側では長軸ｂ短軸ａ
を有する楕円に近似し、外側では長軸ｂ″短軸ａ″を有
する楕円に近似したものであることが判る。また、コイ
ルの端部１７，１８，１９が段々と離れて行くことが判
る。このことによつて、内側のコイルから外側のコイル
に移るに従つて軸の長さの比力唯から【に減少して行く
。即Ａａ′ち一〉コとなつている。

Ｂｂ 捲き線の形状が上記の如くであることによりコイルの端
部における磁力線密度の増加を避けることができる。

添附図に示したドラム型強磁場選別器の実施例は、本発
明による選別器の構成を示すための１つの例と考えるべ
きである。

該実施例と異なる構造上の変形又は形成を持つ選別器は
当然考えることが可能でありそして本発明の特徴を備え
たものであれば本発明の範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁場選別器を、ドラム軸に対して
直角な平面で切断した断面図、第２図は第１図に示した
同じ磁場選別器を、第１図と同じ位置から見た側面図、
第３図は弱磁性鉄より成るコイル担持体内のコイルの配
置を断面図にて示し、第４図は第３図に示したコイル担
持体をコイル側から見た平面図、第５図はコイルの捲線
の形状を示す。 図において、１・・・・・・ドラム、２・・・・・・低
温装置、２″・・・・・・低温装置の外壁、３・・・・
・・寒剤タンク、４・・コイル担持物体（鉄の塊）、５
・・・・・コイル、Ａ，ａ″・・・・・・楕円の短軸、
Ｂ，ｂ″・・・・・・楕円の長軸、１６・・・・コイル
、Ａ−Ａ・・・・・・コイルの軸である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドラムの内部に、位置固定して配置されている、ほ
   ぼ楕円形のコイルと磁化可能な材料から成るコイル担持
   体を有し、露出し磁石系統を有する、ドラム型強磁場選
   別器において、磁石系統は１個又は若干個の超導電コイ
   ル５から成立ち、これらのコイルは寒剤タンク３の内部
   で、ドラムの曲率に適合しているコイル担持体４の溝１
   ５に挿入されそしてこの担持体と共に、ドラム１の扇形
   部分に沿つて延長し、その際寒剤タンク３の断面形状は
   上部に対応して扇形形状に形成されそしてドラム１のそ
   の他の内部空間は低温装置２になつていることを特徴と
   するドラム型強磁場選別器。 ２ コイル担持体４は軟鉄から成立つていることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項記載のドラム型強磁場選
   別器。 ３ コイル５、１６は大体において長く引伸ばされた楕
   円の形態を有し、これらコイルの長軸ｂ、ｂ′は回転軸
   １の方向を指していること、およびコイル５、１６の巻
   線の軸Ａ−Ａはドラム１の半径方向を向いていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１又は２項記載のドラム
   型強磁場選別器。 ４ コイル５、１６は楕円の短軸ａ、ａ′の方向でドラ
   ム１の形状に適合する如く彎曲していることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項から第３項までのうちいずれ
   か一つに記載のドラム型強磁場選別器。 ５ コイル５、１６の軸の長さの比は、内部に位置する
   コイル比（ａ／ｂ）から外部に位置するコイルの比（ａ
   ′／ｂ′）に向つて減少していることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項から第４項までのうちのいずれか一
   つに記載のドラム型強磁場選別器。 ６ 相並んで配置されているコイル５は同一方向の磁場
   を発生する如く電流を流されること、即ち同一方向に電
   流が流されることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   から第５項までのうちのいずれか一つに記載のドラム型
   強磁場選別器。 ７ コイル５を保持している寒剤タンク３とドラム１と
   の距離は選別器の作動範囲ではできるだけ少なく、作動
   範囲外では上記距離は大となつていることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項から第６項までのうちのいずれ
   か一つに記載のドラム型強磁場選別器。 ８ 固定配置されている寒剤タンク３をコイル装置５、
   １６と共に収容している低温装置２の外壁２′はドラム
   １として形成されそして回転可能な如く配置されている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第７項ま
   でのうちのいずれか一つに記載のドラム型強磁場選別器
   。