JPS63502089A - 磁選機 - 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】 旦這櫃 本発明は磁選機、及びその使用方法に関する。本発明は、ガス状媒体に浮遊する 粒状混合物として存在する比較的磁性を示す物質と比較的非磁性な物質とを分離 することに適用できる。また、本発明は、磁力が流体抗力を十分に相殺できる場 合には、液体に懸濁しているこのような混合物を分離するのにも適用できる。さ らに、本発明は、比較的非磁性な流体から比較的磁性を示す流体を分離すること にも適用できる。さらにまた、本発明は、磁力が流体抗力を相殺するのに十分で あり、そして磁気感受率に差がある場合、即ち粒子又は流体のいずれかが比較的 高い磁気感受率を示す場合には、流体から粒子を分離することにも適用できる。

流体は、液体例えば水、又は燃料油などの炭化水素類である。または、懸濁液又 はエマルジョンであってもよい。上記で使用し、そして明細書全体にわたって使 用する用語°粒子”は、特定の文脈において粒径が特定されていない限り、１μ 未満から数ｃｍ又はそれ以上の粒径のものを指す。

装置設計及び分離方法を包含する本発明は、特に、といってもこれに制限されな いが、粉炭から硫黄・鉄不純物を有する粒子を分離することに適用できる。通常 、例えば２００μ未満の微小な粒径に石炭を粉砕して燃焼させ、発電を行ってい る。粉炭は空気流れに浮遊させてもよいし、あるいは懸濁水又は懸濁燃料油の形 にしてもよい。粉炭には、廃石、シェールや硫化鉄等の不純物が、完全に又は一 部遊離した粒子として存在している。本発明の目的は、このような不純物を磁性 廃粟物として除去し、石炭を燃焼に好適なようにより純化すると共に、発熱量を 高め、そして硫黄含有量を低くすることにある。

不純物は磁気選別によって除去できる。その大きな理由は、不純物の磁気感受率 が、微弱な反磁性体である石炭よりも高いからである。ところが、不純物の磁気 感受率は一般に弱く、従って極めて強い磁力を使用する必要かある。従って、本 発明の好適な実施態様では、超伝導性磁石を使用して、磁界の強さを２テスラ以 上にする。磁性体が十分に高い磁気感受率を育している他の用途では、通常の銅 コイル磁石が、あるいは永久磁石でも使用することができる。一般に、磁力が強 くなると、所定の供給物の処理量が増す。

本発明の広い態様によれば、比較的磁性を示す物質及び比較的非磁性な物質（以 下、単に磁性体及び非磁性体と呼ぶ）を含有する流れをソレノイドコイル磁石の 少なくとも一つの面を横断するように供給して、磁石を通っている間に磁性体及 び非磁性体を分岐させ、そして別々な捕集チャネルに指向させることによって分 離を行う。

勿論、磁性体が磁石面に殆ど接着しないように、流量及び磁力を選択する必要が ある。

有利には、混合物を制御された流量で供給するダクトにソレノイドコイル磁石を 関連させ、ダクトの形状と磁石からの磁力との指向性効果により、磁性体及び非 磁性体の移動方向に流れを分岐させて、該磁性体及び非磁性体をダクトから各排 出チャネルに指向させる。

好ましくは、流れがソレノイドコイル磁石の２つの面を横断して、磁性体を内側 軸線方向及び半径方向に偏向させると共に、内側排出チャネルに送り、そして非 磁性体をソレノイドの両側において外側排出チャネルに送るような位置にソレノ イドコイル磁石を設ける。

好ましくは、供給流れが外側排出チャネルに指向するように、ダクトを流体力学 的に形成し、そして磁性体が内側に偏向して、中心排出チャネルの向かうように 、供給流れの流量に対して磁石の強さを定める。

場合に応じて、例えば、ピボット式又は他の可動式スプリッターを設けることに よって、中心及び外側チャネルの開口部の相対的幅を変えることができる。

以下、添付図面の第１〜３図について、本発明の一つの実施態様を例示する。

第１図は、本発明による磁選機の概略断面図であり、第２図は、第」図Ｘ−Ｘ線 が表す面における磁選機の横断面図であり、そして 特表昭６３−５０２０８９　（３） 第３図は、該磁選機の該略断面正面図である。

磁選機は断面が矩形のダクト１からなり、この端部２に、ガス状流体に浮遊する 粒状物質の流れを供給する。

ダクトは２つの等しい脚部に分かれているため、２つの流れがダクト内中心に設 けたソレノイド磁石３を横断し、それぞれ上下に設けた面４及び５を横断する。

乱流を抑えるために、磁石は平滑な輪郭の流線形体Ｉ３内に封入する。流線形体 の側部ではダクトの２つの脚部の形状は、流れをそれぞれ受取り、ダクト６及び ７の方に指向させるようになっている。磁力は、流れを横断して、面４及び５の 方に作用し、またソレノイド磁石の中心油線の方に作用する。従って、流れ内に 比較的磁性の高い磁性体が内側に偏向し、そしてそれぞれ開口部８及び９の方に 進み、排出ダクトｌＯに至る。

ソレノイド磁石の外部漂遊磁界の結合指向性効果を使用することが、本発明の特 別な特徴である。円形ソレノイドは、ソレノイドの面に向かって軸線方向に、そ して該軸線に向かって半径方向に大きくなる磁界勾配（従って、指向性磁力）を 発生するようになっている。この結果、第１図において２からソレノイドに接近 する磁性粒子は、第３図に鎖線１４によって示すように、磁石面に向かって軸線 方向に、そして磁石軸線に向かって半径方向に引っ張られる。このように、磁性 粒子流れの広がりが各磁石面４又は５の前半部を横断している間に狭くなるに従 って、磁石両側における磁性粒子の流れの密度が高くなる。この後、磁性粒子が 磁石面の後半部を横断すると、磁石軸線に向かって作用する半径方向磁力に逆ら って磁性粒子が移動する。このため、磁性粒子の移動速度が漸減し、この結果、 磁性粒子流れの密度がさらに高くなる。移動速度の遅い磁性粒子は、磁石に近い この領域内を移動することのある非磁性粒子の外側に変位する（磁石面から離れ る）。この“磁気密度変位”は、本質的に流動フィルム及び他の重力選別機に利 用される重力変位に類似している。この変位により分離粒子の品質が向上する。

開口部６と８の間に、そして開口部７と９の間に、それぞれピボット式スプリッ ター１１及び１２を設ける。

これらスプリッターは内側又は外側に回動して、中心の磁性体と外側の非磁性体 との最適な分離のためのカットを調節できる。この調節により異なる容量割合の 磁性体・非磁性体に合わせることができる。

磁性体及び非磁性体を受取るダクト領域の相対横断面積は、これら磁性体及び非 磁性体の固有な比を考慮するために、特定の供給材料に応じて変えることができ る。

例えば、上記の石炭純化の場合、磁性体は全供給体の２〜２０％である。他の材 料の場合では、磁性体が主成分であるため、磁性体に対してはより広いダクトが 、そして非磁性体に対してはより狭いダクトが必要である。

操作制御の他の手段には、次のものが包含される。

（ｉ）コイル電流の変更による磁力の調節。

（ｉ　ｉ）乾燥供給物におけるガスの、又は水、油又は他の液体に分散した流れ における流体の割合の変更による供給流れの容量希釈の調節。

（ｉ　ｉ　ｉ）磁石を横断する流れの流速の調節。

（ｊｖ）磁性体及び非磁性体をそれぞれ受取るダクト内の流れの流速／容量の差 動調節。

一般に、磁性体の磁気感受率に対して、そして流れ内に作用する慣性及び抗力に 対して、磁力を常時十分に低くして、磁石面に磁気が殆ど捕捉されないようにす る。

図示したような、本発明の全体的な実施態様では、流れの方向が全体的に水平で 、磁石の面４及び５が垂直になるように、磁選機を所定空間に配向させているが 、この配向は、磁石面４及び５を垂直に維持した状態で、供給点又は排出点の一 方が高く、又は低くなるように、ダクトを傾斜させると、変更することができる 。このように、面４及び５を垂直にした状態で、供給から排出にわたって、ダク トを水平、斜め上方、又は斜め下方に配設することができる。両端位置において 、供給点を排出点の垂直上方に、又は垂直下方に設けると、流れをそれぞれ垂直 上方、又は垂直下方にすることができる。指向性姿勢の選択は、供給物の性質に よって、懸濁液の流れ挙動によって、粒径、形状又は密度による粒子の凝離防止 の必要性によって、あるいはより間接的には隣接機器及び工場配置に対するスペ ース必要条件によって決定すればよい。

さらに、磁力、慣性及び流体力に比較して、重力が比較的下位にくる場合には、 磁石面４及び５が水平に、上下に、あるいは水平と垂直との間にある角度に配設 されるように、磁選機を設けることができる。磁選機の空間姿勢に関係なく、第 １図及び第３図に示すように、供給物が磁石面４及び５を横断して流れるように 、常時ダクトを設ける。

供給点と排出点との間に圧力差を維持することによって、乾式供給物を磁選機に 吹入れるる。これはさらに、非磁性体の供給口及び排出口６および７、そして磁 性体の排出口８及び９間の圧力を加減することによって流れの分離を制御するた めに使用できる。例えば、磁性体及び非磁性体の排出ダクト内に別に吸込ファン 組込むことができる。

あるいは、圧力差によって誘導された空気流れを適用して、又は適用しないで、 重力加速度の作用により磁石に乾式供給物を落下させてもよい。搬送の選択は粒 径、粒子形状や磁性成分の割合を始めとする、所定供給物の比特性に応じて決定 する。

液状懸濁体における供給物についていえば、供給物の流れはポンプ及び／又は重 力加速度によって誘導及び割竹！１１１Ｒ６３−５０２０８９（４）御できる。

分離を最適化するためには、乾式又は湿式供給物の場合、定常流れ条件を維持し て、流れを８及び９において磁性体ダクトに偏向させるさいのバランスを安定化 するのが望ましい。

所定の供給物に応じて、スプリッター１１及び１２のは各種プロセスパラメータ によって連続的に調節、制御してもよい。例えば、ダクト内の磁気検出器及び／ 又は示差流量計、圧力ゲージ及び他の検出装置を使用して、所定のプリセット条 件を維持できる。

上記の操作に関する説明は、本発明は実際には汎用性があることを示すことのみ を目的とし、その基本的概念は異なる供給物及び製品規格に適用できる。

丈た、本発明は固有な性質としては磁性を示さないが、分離工程旧に、少なくと も一時的に磁性化できる粒子を異なる物質から分離するためにも適用できる。場 合によっては、混合物に、所定の粒子に混合物の他の粒子よりも容易に接着又は 吸着する微細な強磁性体を配合することによって達成することができる。

食品産業やその他の産業において液体から、又は粒子混合物から望ましくない成 分を排除するために、ある種の生物学的物質を含む液体から該物質を、又は該物 質と、この磁性体よりも感受率が低い他の物質との混合物から該物質を分離する ためにも適用できる。

国際調査報告 １＋ｎｔｎ’ｉｕｎＭＩＡ＊＠＆ｔ１ｍｍＨｍ、＋Ｃ？７Ｇ３：６ｉＱＱ７５３ ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　工ＮτＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＺＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴ！ＯＮ　Ｎｏ、　 ＰＣＴ／ＣＢ　８６１００７５３　（ＳＡ　１５５０３）

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．磁性体と非磁性体とをこれら物質の流れの形で分離する方法において、ソレ ノイドコイル磁石の少なくとも１面を横断するように該流れを供給して、磁性体 及び非磁性体が磁石を横断している間にこれらを分岐させると共に、別な排出チ ャネルに指向させるようにした分離方法。
2. ２．該磁性体及び非磁性体が液状又はガス状媒体中の粒状物質からなる、請求の 範囲第１項に記載の方法。
3. ３．該磁性体及び非磁性体が流体の形を取る、請求の範囲第１項に記載の方法。
4. ４．該磁性体又は非磁性体の一方が流体からなり、そして非磁性体又は磁性体が 、場合に応じて、粒状形をしている、請求の範囲第１項に記載の方法。
5. ５．該磁性体及び非磁性体の流れを磁石を含むダクトに制御された流量で供給し 、ダクトの形状と磁石からの磁力との指向性効果により、磁性体及び非磁性体の 移動方向に分岐させて、該磁性体及び非磁性体をダクトの出口端部において各排 出チャネルに指向させる、請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載の方法。
6. ６．該ダクト内の中心位置に、軸線がダクトに対して横断するように磁石を設け 、磁性体及び非磁性体の流れを磁石の２つの面に横断させ、磁性体を内側軸線方 向及び半径方向に偏向させると共に、内側排出チャネルに送り、そして非磁性体 をソレノイドの両側において外側排出チャネルに送る、請求の範囲第５項に記載 の方法。
7. ７．２つのダクトに送られる材料に作用するように両ダクト間に磁石を設け、磁 性体を内側軸線方向及び半径方向に偏向させて、ダクト壁の開口部を介して捕集 チャネルに送る、請求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載の方法。
8. ８．該ソレノイドコイル磁石が超伝導磁石である、請求の範囲第１〜７項のいず れか１項に記載の方法。
9. ９．該磁性体及び非磁性体の流れを通すダクト、使用時に、ダクトを通っている 間に該流れがソレノイドコイル磁石の少なくとも１つの面を横断するように設け たソレノイドコイル磁石、そして装置の使用時に、該磁石が発生する磁界によっ て磁性体が一つの排出チャネルに偏向し、そして非磁性体が少なくとも一つの別 なチャネルに向かうように、該ダクトの出口端部に設けた出口チャネルからなる 、請求の範囲第１項の方法を実施する装置。
10. １０．該流れが磁石を出る該流れの流路内にスプリッター手段を設け、該スプリ ッター手段の位置を調節自在にして、各出力チャネルに供給される磁性体及び非 磁性体の割合を変えることできるようにした、請求の範囲第９項に記載の装置。
11. １１．該磁石が超伝導性磁石である、請求の範囲第９項又は第１０項に記載の磁 選機。
12. １２．該流れがダクトに供給される流量を制御する手段及び／又は磁石の磁界の 強さを調節する手段を有する、請求の範囲第９〜１１項のいずれか１項に記載の 装置。
13. １３．使用時に、該流れが磁石の両面を横断するように、ダクト内に磁石を設け た、請求の範囲第９〜１２項のいずれか１項に記載の磁選機。
14. １４．．該流れが２つの外側排出チャネル指向するように該ダクトを流体力学的 に形成し、そして使用時に、該磁石の強さを、磁性体が内側に偏向して、内側排 出チャネルに向かうようにした、請求の範囲第１３項に記載の磁選機。
15. １５．該磁性体及び非磁性体の流れを通す一対の平行なダクト、使用時に、ソレ ノイドコイル磁石が発生する磁界が磁性体を内側に偏向させるように設けたソレ ノイドコイル磁石、そして偏向した磁性体が開口部を介して各排出チャネルに流 れるようにダクト壁に設けた開口部からなる、請求の範囲第９項に記載の磁選機 。
16. １６．添付の第１〜３図について実質的に説明した、比較的磁性を示す物質と比 較的非磁性な物質を分離する方法。
17. １７．粉炭から不純物を分離する、請求の範囲第１〜８項及び第１６項のいずれ か１項に記載の方法。
18. １８．添付の第１〜３図に実質的に図示し、かつこれらについて説明した、比較 的磁性を示す粒状物質と比較的非磁性な粒状物質を分離する方法。