JPS6333908B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はある種の磁性物をそれより比較的弱い
磁性物から分離するのに使用する磁選機に関し、
所定量の磁性体を、分離する物質と共に磁場を通
過させ、そして流体によつて比較的非磁性の物質
を洗い流すことを原理として操作する磁選機に関
する。

従来の技術とその問題点 上記通常の型式の磁選機が種々提案され使用さ
れているが、現在利用されている磁選機はある条
件下では根本的な閉塞を生じる可能性を有してい
て有効に操作することができない。その条件と
は、スラリー状物を磁性体の集まりに通過させ、
そのスラリーが上記磁性体の集まりによつて保持
される傾向にある物質を含む場合である。この問
題は特に湿式強磁場分離の場合に生じる。

湿式強磁場分離（WHIMS）は、弱磁性（常磁
性）物を非磁性物から分離するのに使用する方法
である。分離を行うには、強い磁場強さおよび磁
場の傾きが必要である。磁場は鉄ヨークの回りの
巻線によつて、またはソレノイド内に生じる磁場
の使用によつて電気的に作り出される。磁場の傾
きは磁場内に磁気的軟鉄片を置くことによつて分
離空間の内側に誘導され、これらは力線を曲げて
強い傾きを作る。

磁性物と非磁性物の分離は、高強度高勾配分離
帯（または分離空間）内で起こる。上記磁気的軟
鉄片は、（バツチ機械用）キヤニスター
（cannister）の内部または分離帯中を連続的に移
動する回転環状ハウジング（carousel）の内部に
保持される。この磁気的軟鉄はマトリツクスとよ
ばれる。これは上述の如く、強磁場を誘導すると
同時に磁場の傾きを作り出す。マトリツクスはま
た分離空間におけるパルプ（鉱泥等の泥状物）の
流れ速度を落とす作用を行つて、磁力につて影響
されるより多くの磁気的機会をもたらし、これに
より分離を改良する。磁性物はマトリツクスによ
つて保持され、一方、非磁性物はパルプの流れお
よびゆすぎ水または他の液体によつて作業空間に
おいて洗われる。次いで、バツチ機械では磁場を
消去し、連続機械ではマトリツクスを磁場から取
り出し、そして上記マトリツクスを水洗すること
により上記磁性物が除去される。産業上の使用で
は、連続機械が望ましいことは明らかである。一
般にこのような連続機械は、ほぼ垂直な軸のまわ
りで回転可能な断面環状のハウジングに支持され
るマトリツクスを利用している。

マトリツクスの設計は、所定の常磁性物を非磁
性物から有効に分離するには非常に重要であり、
例えば比較的強常磁性物である鉄鉱ヘマタイトに
は、開放型マトリツクスが適当であることが判明
している。開放型マトリツクスとは、（分離すべ
き物質の）流れに対して比較的小さな抵抗を有す
るマトリツクスを意味する。しかしながら、ウイ
ツウオーターズランド（Witwatersrand）金およ
びウラニウム価を含む一連の鉱物のような弱常磁
性物の分離には、流れに対して高い抵抗を有する
マトリツクス（即ちより閉塞されたマトリツク
ス）がこれらの機械の有効な性能を与えるのに必
要であることが判明している。

閉塞型マトリツクスとして現在知られている最
も有効な材料の一つは、鉄ボール（鉄球）であ
る。この鉄球の直径は目的に応じて約２mmから15
mmまたはそれ以上の範囲であつてよい。使用され
る他の材料としては、弾丸、ロツド、織ワイヤ
ー、くさびワイヤー、くぎ等がある。

閉塞型マトリツクスでもつて起こる大きな問題
は、強磁性体および木繊維による閉塞である。後
者の物質、つまり木繊維は、特に鉱石パルプにお
いてかなり普遍的な異物であり、時間と共にマト
リツクスに蓄積する。閉塞が起こると、機械を止
め、マトリツクスを浄化する必要がある。この停
止時間は湿式強磁場分離の大規模な遂行にとつて
重大な欠点である。複雑な供給調整装置を使用す
ると、木繊維をふるいで除去し、また強磁性体除
去用の低強度または中間強度の磁選機を使用する
ことにより、この問題をある程度軽減することが
できる。しかしながら、このことは完全な解決と
はならない。

ある種の従来の磁選機は、磁性物を回収する方
法の結果としてこの問題を自動的に回避するよう
に製作されている。そのような機械の一つは米国
特許第3994801号に開示されており、これによれ
ば、コンベア装置が設けられ、マトリツクスの全
体が消磁され、これを洗浄して磁性物を回収する
間に該マトリツクスが自由に転動するようになつ
ている。しかし、この装置は、水平軸のまわりで
回転する単純な環状ハウジングが望ましいと考え
られる多くの用途にとつて、あまりにも複雑もし
くは高価またはその両者であると考えられる。

全マトリツクスを転動し洗浄して磁性物を回収
する他の装置は、「ソヴイエト・ジヤーナル・オ
ブ・ノン−フエラス・メタルス（Soviet Journal
of Non−Ferrous Metals）」Vol.10 No.９、35
頁（1969年９月）に開示されている。この場合、
環状の骨組が水平軸のまわりで回転可能であり、
マトリツクスを保持する区画室は磁性体を回収す
るためにすべて完全に空にされる。全マトリツク
スを区画室から取り出すことによる主たる欠点
は、マトリツクスを取扱うのに要する動力であ
る。

このように、マトリツクスの全要素をことごと
く取り出すことなく磁性物を該マトリツクスから
回収でき、しかもマトリツクスを異物から自動的
に適切に浄化する単純な装置は、従来知られてい
ない。

問題点を解決するための手段 本発明の目的は、ハウジング内にマトリツクス
を配置したまま該マトリツクスから磁性物を回収
することができ、一方操作中にマトリツクスを浄
化し装置にもどすことを連続的に行う型式の磁選
機を提供することにある。

本発明によれば、ほぼ垂直な軸のまわりで回転
可能であり、かつ複数の磁性物の分離要素により
構成されたマトリツクスを収容する環状ハウジン
グ（該ハウジングは必要に応じその周囲に沿つて
複数の部分に細分される）、上記ハウジングの下
部におけるマトリツクス構成要素用出口、ハウジ
ング周囲の一またはそれ以上の必要な位置で上記
マトリツクス構成要素を排出しうるように上記出
口を開口する手段、使用中に上記出口から出るマ
トリツクス構成要素を浄化する手段、および浄化
後清浄なマトリツクス構成要素を環状ハウジング
にもどす手段から成る磁選機が提供される。

本発明の他の特徴は、ハウジングの底部でその
外壁を一またはそれ以上のスロツト形状に切つた
出口、上記スロツトに向かつて下方に傾斜する網
目床によつて形成されるハウジングの底部、ハウ
ジング回転時にローラ上を案内されてスロツトの
開放部を与える可撓性ベルトによつてハウジング
周囲の大部分を覆われるスロツト、スロツトの開
放部で該スロツトを通してマトリツクス構成要素
を引き出すことを助けるために設けられた電磁
石、機械スクレーパまたは他の装置、必要であれ
ばマトリツクス構成要素の洗浄前にこれを消磁す
るための手段、およびマトリツクス構成要素の浄
化手段と一体化させることができるコンベアまた
は他の昇降機によつてハウジングにもどされるマ
トリツクス構成要素を与えることである。

本発明磁選機の注目すべき利点は、ハウジング
の各回転の間に所定位置の、即ち一部の少量のマ
トリツクス構成要素のみを浄化手段に供給する能
力にある。このことは、浄化手段および浄化され
たマトリツクス構成要素をハウジングにもどすた
めのコンベアまたは同様の手段を出来るだけ小さ
く設計できることを意味する。この設計はマトリ
ツクス構成要素の必要な部分のみを回転毎に浄化
するように選定されてよく、従つて閉塞の発生を
積極的に防ぐ必要に応じて所定位置または部分の
全量を５回、10回またはそれ以上の回転毎に浄化
するのみでよい。

磁性物または常磁性物を洗浄位置でマトリツク
ス構成要素から洗い落とす前後のいずれかで、浄
化のために、ハウジングの各回転の間に浄化すべ
きマトリツクス構成要素の一部をハウジングから
取り出すことができる。しかしながら、マトリツ
クスの摩耗を最少限にするため、先ず単にマトリ
ツクスを洗浄して分離された磁性物および常磁性
物を除去することが有利であると思われる。

実施例 本発明の上記および他の特徴については、実施
例に関する以下の説明からも明らかであろう。

以下、添付図面を参照して本発明を説明する。

本発明のこの実施例において、磁選機は実質的
に通常の環状ハウジング１から成り、このハウジ
ングは支持フレーム構造（図示せず）の垂直な軸
のまわりを回転しうる。かかる磁選機の構成はよ
く知られており、ここで詳しく述べる必要はな
い。従つて、強力な電磁石２が設けられていて、
その２つの極は環状ハウジングの内側と外側に互
に対向した位置にあり、これによつて強磁場がそ
の間に起こりうるということに言及するだけで十
分である。

ハウジング内の環状空間は、第１および２図に
示す如く、放射状に延びる壁３によつて仕切室に
分割され、各仕切室の底４はハウジングの外壁５
に向かつて下方向にアーチ形に傾斜した網目床で
形成されている。ハウジングの上記外壁５は、そ
こに刻み込まれるとともにハウジングの周囲に延
びるスロツト６を有し、該スロツトの幅（上下
幅）は、マトリツクス構成要素７を通過せしめる
のに十分である。

また、ハウジングの外壁は、第３図に示す如く
一連のロツドまたはバー２０によつて内壁に対し
間隔において保持されていてもよい。この場合、
仕切壁、即ち仕切りは取除いてもよい。

マトリツクスは、該マトリツクスを通して所望
の流動性を与えるように選ばれた直径を有する強
磁性鉄球から成ることが好ましい。摩耗や腐蝕を
減少させるため、かかる球は磁性ステンレススチ
ールにより形成することが望ましいと思われる。

ハウジングの外壁５の周囲の大部分において、
スロツト６は、外壁５の外面に緊張状態で保持さ
れる可撓性ベルト８で覆われている。しかし、ハ
ウジングの周囲の小部分にあつては、ベルト８は
スロツトが露出して開口する部位を与えるよう
に、ロール９のまわりで上記外壁５から離れてい
る。２個のロール９は、ベルトと係合して、これ
を上記開口部位の両端でハウジングに対して押圧
し、そしてこれらのロールはハウジングに向かつ
てばねで押し付けられていることが好ましい。別
の２個のロール９ａは、上記開口部位から離れた
ベルト部位を保持し、これらのロールは位置調節
をできることが好ましい。

上記開口部位のスロツトからのマトリツクス構
成要素の流出を助けるのに使用できるように、電
磁石１０（第１図参照）が上記スロツトの付近に
設けられている。これを成し遂げるため、スロツ
トの開口部位に近接したベルト８の背後であつ
て、かつベルト８が外壁５から最初に離れる位置
に電磁石１０を配置することができる。

ホツパー１１をスロツトの開口部位の下に設
け、これによつて、スロツトから出て来るマトリ
ツクス構成要素はホツパーに落下し、そこからシ
ユート１２を下つて、全体として番号１３で示さ
れる洗浄部へ進む。この実施例において、洗浄部
は、内部に高圧水スプレー１５を有する回転スク
リーン１４から成る。かかるスプレーは、回転ス
クリーンの長さの大部分にわたつて作用するよう
に配置される。しかしながら、効果的な排水を行
わしめるため、スクリーン出口部位にはスプレー
を設けないようにする。

分離された磁性または常磁性の生成物に概して
加えられる洗液を捕集するため、トラフ１６が回
転スクリーンの下に設けられている。

洗浄部は、木繊維や他の物質がマトリツクス構
成要素から洗い落とされることを確実ならしめる
ように設計されており、上記マトリツクス構成要
素は次いでコンベア１７に進み、該コンベアはマ
トリツクス構成要素をハウジングの頂部に戻し、
そしてホツパー１８に供給する。ホツパーの出口
の下部は仕切室のマトリツクスに一定の上方高さ
を形成するように配置されている。このことは第
３図に示されており、これからホツパー出口の下
端１９がマトリツクス構成要素の上方高さを制限
することが明らかであろう。

ハウジングが回転し、マトリツクス構成要素が
開口部位のスクリーンから引き出される時、マト
リツクスの洗浄が連続的に行なわれることから、
磁選機の運転中にいかなる目詰りも確実に生じな
いことが理解される。

マトリツクス球の排出量は、スロツトの幅と排
出箇所のロール９間の距離に基づく。一定割合の
球がローターの各回転に伴なつて排出され、その
間、全マトリツクスのターンオーバー時間（全マ
トリツクスがハウジングから排出され、洗浄部１
３で洗浄されてハウジングに戻されるのに要する
時間）は、閉塞が起こり始める時間に基づくもの
である。例えば、洗浄せずに８時間の連続運転を
行つた後に閉塞が問題となる場合、マトリツクス
構成要素の取出しおよび洗浄装置は、４時間に１
回全マトリツクスを循環、洗浄できるように設計
することができる。

使用時、（電磁石２の）磁極のすぐ上の位置で
供給物質を導入し、そして該物質はマトリツクス
を通つて磁極間の底から流出するのが理解され
る。この処理の間に非磁性物質は単に流れ動く
（即ち、電磁石２の磁極間で単にマトリツクスを
上方から下方へ通過する）かあるいはマトリツク
スを介して洗浄されるかし、そして常磁性物もし
くは他の磁性物は強磁性マトリツクス上に残留す
る。（電磁石２の）磁極を過ぎた位置（これは矢
印Ａで示される）で、磁性物または常磁性物は下
方へ流れる流体によつてマトリツクスから洗い落
とされる。

スロツトの開口部位の位置は、矢印Ａで示され
る洗浄位置を所定角度過ぎており、図示の実施例
の場合では、スロツトの開口部位は電磁石２の真
向いに位置している。しかしながら、当業者に理
解される如く、複数の磁極、複数の洗浄位置およ
び複数のスロツトの開口部位が、大型磁選機の外
周を囲んで設けられていてもよい。かかる配列は
当分野において容易に知られうることであり、本
発明は、多数の分離要素、好ましくは鉄またはス
チール球から成るマトリツクスを連続的に浄化す
るための追加手段を設けているにすぎない。

本発明の上述の実施例において、その技術範囲
を逸脱せずに、多くの変形を加えてもよいことが
理解される。特に、スロツトをふさぐ手段は必要
に応じて変化させてよく、実際、出口はスロツト
の形状を呈する必要はない。特に、出口のすべて
が、ハウジングのまわりに延びる単一連のスロツ
トによつて形成されていてもよい。この場合、ス
ロツトの下端を形成するハウジングの部分は、ハ
ウジングの内壁に固定されたブラケツトまたはそ
の類似物で保持されていてもよく、またマトリツ
クス構成要素を浄化部位で押出すために、スロツ
トを通して機械的スクレーパがハウジング内に連
続して延びることができる。この場合の仕切壁
は、スクレーパが該壁を通過するような形状を有
している。そして、電磁石１０は取除いてもよ
い。また、磁選機の設計に応じて、マトリツクス
構成要素はスロツトから単に落ちこぼれてもよ
い。マトリツクス構成要素の消磁処理は、これま
でのところでは不必要と考えられるが、洗浄され
つつあるマトリツクス構成要素のための消磁装置
を採用することができる。最後に、ベルトは、例
えばハウジングの外円筒面に接する面内で回転し
うる個々の密閉板に置換えることができる。更に
また、各仕切室にちようつがい付のゴバン目床も
しくは網目床を設けることができ、この底は、所
定量のマトリツクス構成要素が洗浄を目的として
仕切室から落下するように開放することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁選機の等角投影概略図
であつて、要部のみが示されて消磁装置を除去し
たものである。第２図は、ハウジングからのマト
リツクス構成要素の取出しおよび返還を示す概略
斜視図である。第３図は、ハウジング内の仕切配
列およびハウジングの他の構造を示す拡大断面正
面図である。 １……ハウジング、２，１０……電磁石、３…
…仕切壁、４……底、５……外壁、６……スロツ
ト、７……マトリツクス構成要素、８……ベル
ト、９，９ａ……ロール、１１，１８……ホツパ
ー、１２……シユート、１３……洗浄部、１４…
…スクリーン、１５……水スプレー、１６……ト
ラフ、１７……コンベア、１９……ホツパーの下
端、２０……ロツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ垂直な軸のまわりで回転可能であり、か
   つ複数の磁性物の分離要素により構成されたマト
   リツクスを収容する環状ハウジング、 上記ハウジング下部のマトリツクス構成要素用
   出口、 ハウジング周囲の一またはそれ以上の位置で上
   記マトリツクス構成要素を排出しうるように上記
   出口を開口する手段、 使用中に上記出口から出るマトリツクス構成要
   素を浄化する手段、および 浄化後清浄なマトリツクス構成要素を環状ハウ
   ジングにもどす手段 から成ることを特徴とする磁選機。 ２ 環状ハウジングがその周囲に沿つて複数の部
   分に細分されている上記第１項記載の磁選機。 ３ 出口がスロツト形状をしてハウジングの外壁
   の下部に設けられている上記第１項または第２項
   記載の磁選機。 ４ スロツトがハウジングの外周の大部分におい
   て可撓性ベルトで覆われており、該ベルトはロー
   ル上を導かれて、使用中にハウジングが回転する
   時上記スロツトの開口部を与える上記第３項記載
   の磁選機。 ５ ハウジングの底が、ハウジングから出口に向
   かつて下方向に傾斜された網目床もしくはゴバン
   目床で形成されている上記第１項乃至第４項のい
   ずれかに記載の磁選機。 ６ マトリツクス構成要素を出口から押出すため
   に開口する部位において、電磁石が出口に近接し
   て設けられている上記第１項乃至第５項のいずれ
   かに記載の磁選機。 ７ マトリツクス構成要素を浄化する手段が、回
   転スクリーンと、これを通過し、かつマトリツク
   ス構成要素に高圧浄化剤を噴霧するスプレー装置
   である上記第１項乃至第６項のいずれかに記載の
   磁選機。 ８ 浄化されたマトリツクス構成要素をハウジン
   グに戻すコンベアが設けられている上記第１項乃
   至第７項のいずれかに記載の磁選機。 ９ 浄化されたマトリツクス構成要素は、ホツパ
   ーを経由してハウジングに戻され、上記ホツパー
   の出口はハウジング内のマトリツクスを一定高さ
   にする上記第１項乃至第８項のいずれかに記載の
   磁選機。 １０ 使用中のハウジングの１回転で、所定位置
   の、即ち一部のマトリツクス構成要素のみが浄化
   される上記第１項乃至第９項のいずれかに記載の
   磁選機。 １１ 環状ハウジングの外壁と内壁は、両壁に溶
   接その他の手段で固定された部材によつて互いに
   固定されており、上記部材は仕切を形成する仕切
   壁またはロツドもしくはバーである上記第１項乃
   至第１０項のいずれかに記載の磁選機。