KR102024574B1 - 경사형 자력 선별기 - Google Patents

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김미애
송원우
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한국선별기 주식회사
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Abstract

본 발명은, 경사형 자력 선별기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 한 쌍의 이송롤러와 이송롤러에 무한궤도로 권취된 벨트를 구비한 벨트 컨베이어와, 벨트 컨베이어의 하부를 지지하는 지지프레임과, 벨트 컨베이어의 벨트 사이에 배치된 상태로 지지프레임에 힌지결합되며, 이송롤러를 회전가능하게 지지하고, 벨트 컨베이어의 이송방향을 따라 이격 배치되는 복수의 자성체를 구비한 벨트프레임과, 벨트 컨베이어의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 벨트 컨베이어가 경사지도록 지지프레임과 벨트 컨베이어 사이의 경사를 조절하는 제1 경사조절부 및 벨트 컨베이어의 이송방향으로 상향 경사지도록 지지프레임의 경사를 조절하는 제2 경사조절부를 포함하는 경사형 자력 선별기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 강력한 희토류 영구자석을 집속하여 자속 밀도를 극대화한 상태로 선별물과 자석 간의 거리를 최소화 하고 접촉 면적을 극대화 함으로써, 기존의 드럼형 선별기에서 불가능한 약자성의 물질들을 자석에 부착시켜 회수할 수 있고, 선별 시료의 투입속도 또한 극대화할 수 있는 개방된 판형 구조를 하고 있어서 기존의 고구배 자력 선별기의 단점을 보완할 수 있다.

Description

경사형 자력 선별기{Slant type magnetic separator}
본 발명은, 자력 선별기에 관한 것으로, 특히 자석에 약하게 끌리는 약자성 혹은 상자성의 물질을 비자성체와 분리하여 회수할 수 있는 경사형 자력 선별기에 관한 것이다.
자력 선별기는, 물의 사용여부에 따라 건식 자력 선별기와 습식 자력 선별기로 분류되고, 사용하는 자석의 종류에 따라 영구자석 방식과 전자석 방식으로 분류된다.
일반적인 건식 자력 선별기는, 수평한 상태로 배치된 벨트 컨베이어로 선별 대상물을 이동시키면서 벨트 컨베이어의 상측에 일정한 거리로 자석을 위치시켜 자착물을 선별하는 크로스 벨트 타입과, 벨트 컨베이어로 이송되어 온 선별 대상물을 자석 드럼 위를 통과시키면서 선별 회수하는 타입이 있다.
그리고, 습식 자력 선별기는, 물과 혼합된 슬러리 상태의 시료를 자석 드럼과 접촉시켜 자성물질을 부착시켜 회수하는 구조를 갖는다.
이러한 자력 선별기들은 약 0.1mm 이상의 크기를 갖는 입자들의 분리에는 효과적이나, 약 0.1mm 미만의 크기를 갖는 입자들의 분리에는 충분히 효과적이지 못한 문제가 있다.
예를 들어, 미립자가 혼재하는 선별 대상물을 건식 자력 선별기로 선별하는 경우에는, 자착물에 혼입되는 비자성 미립자들의 양이 매우 많아 선별 효율이 떨어진다.
이를 해소하기 위해 습식 자력 선별기를 사용하게 되면, 약자성의 물질을 안정적으로 부착시켜 분리하는데 약 10,000 가우스 이상의 매우 높은 자력이 필요하기 때문에 전자석 방식의 고구배 자력 선별기가 사용되고 있다.
그러나, 전자석 방식의 고구배 자력 선별기는, 고자력이 인가되는 선별대역이 협소할 수 밖에 없는 구조적 문제점을 가지고 있어, 식품 원료나 백색 안료 등에 극미량으로 함유되어 있는 철성분을 제거하는 경우 등에는 유용하지만, 자석에 끌리어 붙는 성질이 있으나 그 정도가 매우 약한 특성을 갖는 물질인 산화철 등이 포함된 석탄회나, 희토류 광물인 모나자이트가 함유된 모래 등과 같이 대량의 선별대상물 속에 다량 함유되어 있는 철성분을 회수하는 선별기로는 적합하지 못한 단점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1579612호(2015년 12월 22일 공고)
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 처리용량이 많은 석탄회나 모래 등에 다량으로 함유된 약자성 물질을 연속적으로 분리 및 회수하여 효과적으로 선별할 수 있는 경사형 자력 선별기를 제공하는 데 있다.
삭제
상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은 석탄회나 모래에 함유된 자성 물질을 분리 및 회수하여 선별하는 자력 선별기에 적용하되, 한 쌍의 이송롤러와 상기 이송롤러에 무한궤도로 권취된 벨트를 구비한 벨트 컨베이어; 상기 벨트 컨베이어의 하부를 지지하는 지지프레임; 상기 벨트 컨베이어의 뒤쪽에 설치되는 것으로서, 같은 극끼리 서로 마주보는 한 쌍의 영구자석과, 상기 영구자석 사이에 배치되는 순철판으로 구성되는 자석부재; 상기 벨트 컨베이어의 벨트 사이에 배치된 상태로 상기 지지프레임에 힌지결합되며, 상기 이송롤러를 회전가능하게 지지하고, 벨트 컨베이어의 이송방향을 따라 상하 및 전후로 서로 엇갈리게 이격 배치되는 복수의 자석부재를 구비한 벨트프레임; 상기 벨트 컨베이어의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 벨트 컨베이어가 경사지도록 상기 지지프레임과 벨트 컨베이어 사이의 경사를 조절하는 제1 경사조절부; 상기 벨트 컨베이어의 이송방향으로 상향 경사지도록 상기 지지프레임의 경사를 조절하는 제2 경사조절부; 상기 벨트 컨베이어의 후단 첫 번째 열에 배치된 자석부재들의 상부에 호퍼 형태로 마련되며, 물과 혼합된 슬러리 형태의 시료혼합물이 투입되는 시료투입부; 상기 벨트 컨베이어의 후단 측면으로 비자성의 경량 선별물이 배출되는 제1 배출부, 벨트 컨베이어의 후단 하부로 비자성의 중량 선별물이 배출되는 제2 배출부와, 벨트 컨베이어의 전단 하부로 경량의 자착 선별물이 배출되는 제3 배출부 및 벨트 컨베이어의 전단 측면으로 강자성 또는 중량의 자착 선별물이 배출되는 제4 배출부를 구비한 선별물 배출부; 상기 벨트 컨베이어의 상부에 마련되는 것으로서, 상기 시료 투입구의 전방으로 수평하게 길게 배치되어 세척수가 이송되는 이송배관과, 상기 이송배관의 길이방향으로 이격하여 이송배관에 장착되며 벨트 컨베이어의 벨트 표면을 향해 세척수가 분사되는 다수의 분사노즐을 구비한 세척부; 및 상기 시료 투입구 바로 앞쪽에 일렬로 배치된 자석부재의 중심을 통과하도록 자석부재와 대향되는 위치의 벨트 컨베이어의 벨트 표면에 장착되며, 상기 자석부재의 자력에 의해 벨트 컨베이어의 벨트 표면에 자착되는 자착물을 벨트 컨베이어의 이송방향으로 밀어내는 스크래퍼; 를 포함한다.
상기 벨트프레임은, 같은 극끼리 서로 마주보는 한 쌍의 영구자석과, 상기 영구자석 사이에 배치되는 순철판을 구비한 자석부재, 상기 벨트 컨베이어의 이송방향으로 홈이 이격형성되고, 상기 홈에 상기 자석부재가 삽입되는 제1 패널 및 상기 제1 패널의 상하면에 각각 결합되는 제2 패널을 포함한다.
상기 제1 경사조절부는, 상기 지지프레임의 일측으로 연장형성된 결합암, 외주연에 길이방향을 따라 나사산이 형성되고, 하부는 상기 결합암에 구비된 축결합 너트에 나선결합되고 상부는 상기 벨트프레임에 지지되는 경사조절축 및 상기 경사조절축의 상부에 결합되는 경사조절핸들을 포함한다.
상기 지지프레임이 안착되며, 지지프레임에 힌지결합된 베이스프레임을 더 포함하며, 상기 제2 경사조절부는, 외주연에 길이방향을 따라 나사산이 형성되고, 하부는 상기 베이스프레임에 구비된 축결합 너트에 나선결합되고 상부는 상기 지지프레임에 지지되는 경사조절축 및 상기 경사조절축의 하부에 결합되는 경사조절핸들을 포함한다.
상기 벨트 컨베이어의 후단 일측에 마련되며, 물과 혼합된 슬러리 형태의 시료혼합물이 투입되는 시료투입부 및 상기 벨트 컨베이어의 후단으로 선별물이 배출되는 제1 배출부와, 벨트 컨베이어의 타측으로 선별물이 각각 배출되는 제2 배출부와 제3 배출부 및 벨트 컨베이어의 전단으로 선별물이 배출되는 제4 배출부를 구비한 선별물 배출부를 포함한다.
상기 벨트 컨베이어의 이송방향으로 벨트 컨베이어의 일측에 마련되며 세척수가 이송되는 이송배관과, 상기 이송배관의 길이방향으로 이격하여 이송배관에 장착되며 벨트 컨베이어의 벨트 표면을 향해 세척수가 분사되는 분사노즐을 구비한 세척부를 포함한다.
상기 벨트 컨베이어의 벨트 표면에 장착되며, 상기 자석부재의 자력에 의해 벨트 컨베이어의 벨트 표면에 자착되는 자착물을 벨트 컨베이어의 이송방향으로 밀어내는 스크래퍼를 포함한다.
본 발명은, 강력한 희토류 영구자석을 집속하여 자속 밀도를 극대화한 상태로 선별물과 자석 간의 거리를 최소화 하고 접촉 면적을 극대화 함으로써, 기존의 드럼형 선별기에서 불가능한 약자성의 물질들을 자석에 부착시켜 회수할 수 있고, 선별 시료의 투입속도 또한 극대화할 수 있는 개방된 판형 구조를 하고 있어서 기존의 고구배 자력 선별기의 단점을 보완하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 자력 선별기, 기존의 드럼형 자력 선별기와 고구배 자력 선별기를 사용하던 자력 선별 분야는 물론이고, 기존에는 선별 효율이 떨어지거나 선별 비용이 고가여서 경제성이 없었던 분야까지 그 사용 영역을 확장할 수 있을 것으로 기대된다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경사형 자력 선별기를 나타낸 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 경사형 자력 선별기를 나타낸 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 경사형 자력 선별기를 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 경사형 자력 선별기를 나타낸 저면 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경사형 자력 선별기를 나타낸 분해 사시도 및 부분 확대도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 경사형 자력 선별기의 작동상태를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 경사형 자력 선별기의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경사형 자력 선별기를 나타낸 사시도이고, 도 2 및 도 3은 경사형 자력 선별기를 나타낸 측면도이고, 도 4는 경사형 자력 선별기를 나타낸 정면도이고, 도 5는 경사형 자력 선별기를 나타낸 저면 사시도이고, 도 6은 경사형 자력 선별기를 나타낸 분해 사시도 및 부분 확대도이고, 도 7은 경사형 자력 선별기의 작동상태를 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경사형 자력 선별기는, 벨트 컨베이어(100), 지지프레임(200), 벨트프레임(300), 제1 경사조절부(400) 및 제2 경사조절부(500)를 포함하는 구성요소로 이루어지며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
벨트 컨베이어(100)는, 한 쌍의 이송롤러(110, 120)와, 이송롤러(110, 120)에 무한궤도로 권취된 벨트(130)를 구비한다. 여기서, 한 쌍의 이송롤러(110, 120)는, 구동모터(140)의 모터축에 축결합되어 구동모터(140)의 회전력을 제공받아 일방향으로 회전하는 구동롤러(110)와 종동롤러(120)로 구성된다. 이러한 구동롤러(110)와 종동롤러(120)로 구성된 이송롤러(110, 120)에 벨트(130)가 무한궤도로 권취된다.
이때, 구동롤러(110)를 구동하는 구동모터(140)는, 선별기의 크기에 따라 사양이 달라지며, 벨트프레임(300)의 면적이 1㎡ 인 경우 감속비가 1/60인 1/2 HP 기어드 모터가 적용되는 것이 바람직하다.
지지프레임(200)은, 벨트 컨베이어(100)의 하부에 위치하면서 벨트 컨베이어(100)를 지지한다.
벨트프레임(300)은, 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 사이에 배치된 상태로 지지프레임(200)에 힌지결합되며, 이송롤러(110, 120)를 회전가능하게 지지하고, 벨트 컨베이어(100)의 이송방향을 따라 이격 배치되는 복수의 자석부재(310)를 구비한다.
부연하면, 벨트프레임(300)은 한 쌍의 이송롤러(110, 120)를 회전가능하게 지지하고, 지지프레임(200)에 대해 벨트 컨베이어(100)가 경사각을 갖도록 지지한다. 지지프레임(200)은 벨트프레임(300)과 힌지(300a)에 의해 결합된다.
힌지(300a)는, 제1 경사조절부(400)와 대향되는 방향에 배치되어 힌지(300a)를 중심으로 벨트 컨베이어(100)가 회동되어 경사각이 조절될 수 있다.
여기서, 벨트프레임(300)은 판상 형태로 형성되며, 양측에 각각 이송롤러(110, 120)가 회전가능하게 배치된다. 한 쌍의 이송롤러(110, 120)의 회전축이 베어링(300c)에 의해 지지프레임(200)의 롤러결합암(300b)에 결합된다. 또한, 벨트프레임(300)에는 복수의 자석부재(310)가 일정간격 이격하여 결합된다.
그리고, 벨트프레임(300)의 일측에는 경사조절축(410)이 삽입되는 축삽입판(340)이 연장형성된다. 이러한 축삽입판(340)에는 경사조절축(410)이 삽입되는 삽입공(341)이 형성되고, 삽입공(341)에 삽입된 상태로 경사조절축(410)을 따라 상하로 이동된다.
한편, 벨트프레임(300)은, 자석부재(310)와, 제1 패널(320) 및 제2 패널(330)로 구성된다.
자석부재(310)는, 벨트프레임(300) 내부에 배치되어 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130)로 자력을 인가한다. 이에 의해 벨트(130)의 상면을 따라 이동되는 시료혼합물에 자력이 인가되어 시료혼합물이 자성체와 비자성체로 분리된다.
여기서, 자석부재(310)는 같은 극끼리 서로 마주보는 한 쌍의 영구자석(311)과, 영구자석(311) 사이에 배치되는 순철판(312)으로 구성된다.
제1 패널(320)은, 벨트 컨베이어(100)의 이송방향으로 홈(321)이 이격형성되고, 홈(321)에 자석부재(310)가 삽입설치된다. 그리고, 제2 패널(330)은, 제1 패널(320)의 상하면에 각각 결합된다.
제1 패널(320)은, 에폭시 수지와 같은 경도가 높고 변형이 되지 않는 재질로 이루어진 판재 형상이며, 제1 패널(320)의 두께는 자석부재(310)의 두께와 동일한 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서는, 약 5,000 가우스의 자속밀도를 갖는 네오듐 자석 2개를 같은 극끼리 마주보도록 배치하고, 그 사이에 약 1mm 두께의 순철판(312)이 끼워 넣어진다.
이때, 순철판(312)에는 자력선이 집속되고, 그 밀도는 약 10,000 내지 14,000 가우스의 강력한 자력선이 형성된다.
제1 패널(320)에 형성된 홈(321) 간의 좌우 거리와 상하 거리는 약 1 내지 10cm 사이에서 조정되며, 바람직하게는 좌우 거리 약 5cm, 상하 거리 약 10cm 이다.
이 보다 거리가 가까워 지면, 자석 소요량이 많아져 제작 경비가 증가 할 뿐만 아니라, 자성체 사이에 혼입된 비자성체가 떨어져 나갈 기회가 적어져 선별 효율이 저하된다. 반대로, 이 보다 홈(321) 간의 거리가 멀어지면, 자석 비용은 저렴하게 되지만 부착-> 분산-> 부착-> 분산의 반복회수가 줄어 들기 때문에 선별물의 순도가 저하되는 문제가 있다.
그리고, 제2 패널(330)은, 자석부재(310)의 이탈과 마모나 부식을 방지하는 역할을 하며, 내식성의 내마모성 판재이면서, 두께가 약 1mm 정도인 SUS 304 판재인 것이 바람직하다.
한편, 자석부재(310)는, 벨트 컨베이어(100)의 이송방향을 따라 길이방향으로 배치된다. 자석부재(310)는 길이가 모두 동일하게 형성되거나 서로 상이하게 형성될 수 있다. 서로 상이하게 형성되는 경우 힌지(300a)를 중심으로 힌지(300a)에서 이격된 곳에서부터 근접한 곳으로 점차 길이가 길어지게 배치된다. 이는 힌지(300a)에서 이격된 곳의 높이가 높고 힌지(300a) 근방이 높이가 낮으므로 자력 외에 중력에 의해 하부로 이동되는 자성체를 자력의 범위 내에 두기 위함이다.
제1 경사조절부(400)는, 벨트 컨베이어(100)의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 벨트 컨베이어(100)가 경사지도록 지지프레임(200)과 벨트 컨베이어(100) 사이의 경사를 조절하는 역할을 한다.
제1 경사조절부(400)는, 경사조절축(410) 및 경사조절핸들(420)을 구비한다.
부연하면, 지지프레임(200)은 힌지(300a)에 의해 벨트프레임(300)과 결합된다. 벨트프레임(300)은 힌지(300a)에 의해 지지프레임(200)으로 부터 일정각도 경사지게 지지된다. 벨트프레임(300)은, 일측은 힌지(300a)에 의해 지지프레임(200)에 결합되고, 타측은 제1 경사조절부(400)와 결합되어 높이가 조절된다.
이때, 지지프레임(200)의 일측에는 제1 경사조절부(400)의 경사조절축(410)의 하부를 고정하는 결합암(210)이 돌출형성된다. 결합암(210)은 "ㄴ" 자 형태로 절곡된다. 결합암(210)의 높이는 벨트 컨베이어(100)의 높이에 대응되게 형성된다.
결합암(210)의 상부에는 축결합 너트(211)가 구비된다. 축결합 너트(211)의 내주면에는 나사산이 형성된다. 경사조절축(410)의 하부가 축결합 너트(211)에 나선결합되어 경사조절축(410)의 상하 높이가 조절된다. 경사조절축(410)이 축결합 너트(211)의 상부에 위치하는 길이에 따라 벨트 컨베이어(100)의 경사각이 조절된다.
제1 경사조절부(400)는, 벨트 컨베이어(100)를 이송방향에 대해 수직한 방향으로 경사지게 경사각도를 조절한다. 제1 경사조절부(400)는 축결합 너트(211)에 나선결합되는 경사조절축(410)과, 경사조절축(410)의 상부에 결합되어 작업자에 의해 조작되는 경사조절핸들(420)을 포함한다.
경사조절축(410)은 축삽입판(340)을 통해 삽입된 후 축결합 너트(211)에 나선결합된다. 축삽입판(340)의 상부로 노출된 경사조절축(410)의 상단에는 경사조절핸들(420)이 구비된다. 경사조절축(410)의 외주연에는 길이방향을 따라 나사산이 형성된다. 경사조절축(410)과 축결합 너트(211)는 서로 나선결합된다. 작업자가 경사조절핸들(420)을 정역회전시키면 경사조절축(410)이 축결합 너트(211)를 기준으로 상하로 이동된다. 이에 의해 벨트 컨베이어(100)의 경사각이 조절될 수 있다.
이러한 경사각이 작을수록 비자성체가 중력의 영향을 덜 받게 되므로 비자성체의 선별이 용이하지 않게 된다. 반면, 경사각이 크면 비자성체가 중력의 영향을 많이 받아 비자성체의 선별이 용이하나 자성체 또한 중력의 영향을 받아 자성체의 선별 또한 용이하지 않게 된다.
따라서, 경사각은 벨트 컨베이어(100)의 이송속도와 시료혼합물의 투입량, 시료혼합물에 포함된 자성체의 함유량 등을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.
제2 경사조절부(500)는, 벨트 컨베이어(100)의 이송방향으로 상향 경사지도록 지지프레임(200)의 경사를 조절하는 역할을 한다.
이때, 본 발명의 경사형 자력 선별기는, 지지프레임(200)이 안착되며, 지지프레임(200)에 힌지결합된 베이스프레임(600)을 더 포함하여 구성된다. 그리고, 지지프레임(200)은 베이스프레임(600)과 힌지(200a)에 의해 결합된다.
힌지(200a)는, 제2 경사조절부(500)와 대향되는 방향에 배치되어 힌지(200a)를 중심으로 지지프레임(200)이 회동되어 경사각이 조절될 수 있다.
제2 경사조절부(500)는, 경사조절축(510)과 경사조절핸들(520)을 구비한다.
경사조절축(510)은, 외주연에 길이방향을 따라 나사산이 형성되고, 하부는 베이스프레임(600)에 구비된 축결합 너트(610)에 나선결합되고 상부는 지지프레임(200)에 지지된다.
그리고, 경사조절핸들(520)은, 경사조절축(510)의 하부에 결합된다.
경사조절축(510)은 축결합 너트(610)에 나선결합된다. 경사조절축(510)의 하부에는 경사조절핸들(520)이 구비된다. 경사조절축(510)의 외주연에는 길이방향을 따라 나사산이 형성된다. 경사조절축(510)과 축결합 너트(610)는 서로 나선결합된다. 작업자가 경사조절핸들(520)을 정역회전시키면 경사조절축(510)이 축결합 너트(610)를 기준으로 상하로 이동된다. 이에 의해 지지프레임(200)의 경사각이 조절될 수 있다.
한편, 본 발명의 경사형 자력 선별기는, 시료투입부(700)와 선별물 배출부(800)를 더 포함하여 구성된다.
시료투입부(700)는, 벨트 컨베이어(100)의 후단 일측에 마련되며, 물과 혼합된 슬러리 형태의 시료혼합물이 투입된다.
선별물 배출부(800)는, 벨트 컨베이어의 후단으로 선별물이 배출되는 제1 배출부(810)와, 벨트 컨베이어(100)의 타측으로 선별물이 각각 배출되는 제2 배출부(820)와 제3 배출부(830) 및 벨트 컨베이어(100)의 전단으로 선별물이 배출되는 제4 배출부(840)를 구비한다.
부연하면, 제1 배출부(810)로는 비자성의 경량물이 배출되고, 제2 배출부(820)로는 비자성의 중량물이 배출되고, 제3 배출부(830)로는 경량자착물이 배출되고, 제4 배출부(840)로는 강자성체와 중량자착물이 배출된다.
그리고, 본 발명의 경사형 자력 선별기는, 이송배관(910)과 분사노즐(920)을 구비한 세척부(900)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이송배관(910)은, 벨트 컨베이어(100)의 이송방향으로 벨트 컨베이어(100)의 일측에 마련되며 세척수가 이송된다.
분사노즐(920)은, 이송배관(910)의 길이방향으로 이격하여 이송배관(910)에 장착되며 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 표면을 향해 스프레이 형태로 세척수가 분사된다.
이때, 이송배관(910)을 따라 개폐밸브(미도시)가 더 설치되어 각 분사노즐(920)을 통해 분사되는 세척수를 제어하여 벨트 컨베이어(100)를 향해 분사되는 세척수의 양을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 경사형 자력 선별기는, 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 표면에 장착되며, 자석부재(310)의 자력에 의해 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 표면에 차착되는 차착물을 벨트 컨베이어(100)의 이송방향으로 밀어내는 스크래퍼(131)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 표면에는 자착물을 밀어내는 용도의 스크래퍼(131)가 부착되며, 스크래퍼(131)의 재질은 고무 또는 플라스틱인 것이 바람직하며, 자석부재(310)의 중심을 통과하도록 자석부재(310)와 대향하는 위치에 마련된다.
일 실시예에 따르면, 물과 자성체와 비자성체가 혼합된 시료를 시료투입부(700)에서 흘려보내면 비자성체는 물의 흐름의 영향을 받아 제1 배출부(810)와 제2 배출부(820)를 향해 이동하고, 자성체는 제3 배출부(830)와 제4 배출부(840)를 향해 이동하려는 경향을 보여 상호 분리가 이루어 지게 된다.
즉, 벨트프레임(300)의 상측 첫째 줄의 자석부재(310)에는 자성체와 자성체 사이에 갇힌 비자성체가 같이 붙게 되고, 이들은 스크래퍼(131)에 의해 벨트 컨베이어(100)의 이동방향으로 이동함에 따라 자석부재(310)에서 탈락된 다음, 상부에서 흘러내려오는 세척수에 의하여 분산되어 하부로 이동하고, 자성체는 하측 두번째 줄 또는 오른쪽에 위치한 자석부재(310)에 부착되고, 비자성체는 물의 흐름을 따라 제2 배출부(820)를 향해 이동하게 된다.
이러한 운동의 반복에 의해 자성체는 벨트 컨베이어(100)의 이동방향으로 이동되고, 비자성체는 벨트 컨베이어(100)의 이동방향에 대한 역방향 또는 수직방향으로 이동됨으로써 상호 분리가 이루어 지게 된다.
이하, 실험예를 통해 본 발명의 경사형 자력 선별기를 설명한다.
[실험예]
자석부재(310) 간의 좌우 거리 5cm, 상하 거리 10cm가 되도록 배열된 벨트프레임(300)으로 제작된 자력 선별기에서 제2 경사조절부(500)를 조작하여 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 진행방향의 경사각을 약 3˚상승시키고, 제2 경사조절부(400)를 조작하여 벨트 컨베이어(100)의 측방향의 경사각이 약 10˚가 되게 하였다.
그 다음, 벨트 컨베이어(100)의 이동속도가 약 20cm/s 가 되도록 한 상태에서 Fe3O4 20%, SiO2 30%, CaSO4-2H2O 25%, Ca(OH)2 25% 이고, 그 입도가 각각 약 45㎛ 이하인 입자로 구성된 혼합물 약 1kg을 물 약 99리터에 혼합한 다음, 약 1L/min의 속도로 시료투입부(700)에 투입하면서 전체 세척수의 유량을 약 3L/min으로 흘려 보내는 조건에서 제3 배출부(830) 및 제4 배출부(840)에서 투입한 Fe3O4의 약 92%를 회수하였으며 그 순도는 약 95% 였다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
100: 벨트 컨베이어 110, 120: 이송롤러
130: 벨트 131: 스크래퍼
200: 지지프레임 210: 결합암
211, 610: 축결합 너트 300: 벨트프레임
310: 자석부재 311: 영구자석
312: 순철판 320: 제1 패널
321: 홈 330: 제2 패널
400: 제1 경사조절부 410, 510: 경사조절축
420, 520: 경사조절핸들 500: 제2 경사조절부
600: 베이스프레임 700: 시료투입부
800: 선별물 배출부 810: 제1 배출부
820: 제2 배출부 830: 제3 배출부
840: 제4 배출부 900: 세척부
910: 이송배관 920: 분사노즐

Claims (7)

  1. 석탄회나 모래에 함유된 자성 물질을 분리 및 회수하여 선별하는 자력 선별기에 있어서,
    한 쌍의 이송롤러(110, 120)와 상기 이송롤러(110, 120)에 무한궤도로 권취된 벨트(130)를 구비한 벨트 컨베이어(100);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 하부를 지지하는 지지프레임(200);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 뒤쪽에 설치되는 것으로서, 같은 극끼리 서로 마주보는 한 쌍의 영구자석(311)과, 상기 영구자석(311) 사이에 배치되는 순철판(312)으로 구성되는 자석부재(310);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 사이에 배치된 상태로 상기 지지프레임(200)에 힌지결합되며, 상기 이송롤러(110, 120)를 회전가능하게 지지하고, 벨트 컨베이어(100)의 이송방향을 따라 상하 및 전후로 서로 엇갈리게 이격 배치되는 복수의 자석부재(310)를 구비한 벨트프레임(300);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 벨트 컨베이어(100)가 경사지도록 상기 지지프레임(200)과 벨트 컨베이어(100) 사이의 경사를 조절하는 제1 경사조절부(400);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 이송방향으로 상향 경사지도록 상기 지지프레임(200)의 경사를 조절하는 제2 경사조절부(500);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 후단 첫 번째 열에 배치된 자석부재(310)들의 상부에 호퍼 형태로 마련되며, 물과 혼합된 슬러리 형태의 시료혼합물이 투입되는 시료투입부(700);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 후단 측면으로 비자성의 경량 선별물이 배출되는 제1 배출부(810), 벨트 컨베이어(100)의 후단 하부로 비자성의 중량 선별물이 배출되는 제2 배출부(820)와, 벨트 컨베이어(100)의 전단 하부로 경량의 자착 선별물이 배출되는 제3 배출부(830) 및 벨트 컨베이어(100)의 전단 측면으로 강자성 또는 중량의 자착 선별물이 배출되는 제4 배출부(840)를 구비한 선별물 배출부(800);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 상부에 마련되는 것으로서, 상기 시료 투입부의 전방으로 수평하게 길게 배치되어 세척수가 이송되는 이송배관(910)과, 상기 이송배관(910)의 길이방향으로 이격하여 이송배관(910)에 장착되며 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 표면을 향해 세척수가 분사되는 다수의 분사노즐(920)을 구비한 세척부(900); 및
    상기 시료 투입부(700) 바로 앞쪽에 일렬로 배치된 자석부재(310)의 중심을 통과하도록 자석부재(310)와 대향되는 위치의 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 표면에 장착되며, 상기 자석부재(310)의 자력에 의해 벨트 컨베이어(100)의 벨트(130) 표면에 자착되는 자착물을 벨트 컨베이어(100)의 이송방향으로 밀어내는 스크래퍼(131);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사형 자력 선별기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 벨트프레임(300)은,
    같은 극끼리 서로 마주보는 한 쌍의 영구자석(311)과, 상기 영구자석(311) 사이에 배치되는 순철판(312)을 구비한 자석부재(310);
    상기 벨트 컨베이어(100)의 이송방향으로 홈(321)이 이격형성되고, 상기 홈(321)에 상기 자석부재(310)가 삽입되는 제1 패널(320); 및
    상기 제1 패널(320)의 상하면에 각각 결합되는 제2 패널(330);
    을 포함하는 경사형 자력 선별기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 경사조절부(400)는,
    상기 지지프레임(200)의 일측으로 연장형성된 결합암(210);
    외주연에 길이방향을 따라 나사산이 형성되고, 하부는 상기 결합암(210)에 구비된 축결합 너트(211)에 나선결합되고 상부는 상기 벨트프레임(300)에 지지되는 경사조절축(410); 및
    상기 경사조절축(410)의 상부에 결합되는 경사조절핸들(420);
    을 포함하는 경사형 자력 선별기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지프레임(200)이 안착되며, 지지프레임(200)에 힌지결합된 베이스프레임(600); 을 더 포함하며,
    상기 제2 경사조절부(500)는,
    외주연에 길이방향을 따라 나사산이 형성되고, 하부는 상기 베이스프레임(600)에 구비된 축결합 너트(610)에 나선결합되고 상부는 상기 지지프레임(200)에 지지되는 경사조절축(510); 및
    상기 경사조절축(510)의 하부에 결합되는 경사조절핸들(520);
    을 포함하는 경사형 자력 선별기.
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