KR20180062488A

KR20180062488A - 연속식 전자석 자력선별기

Info

Publication number: KR20180062488A
Application number: KR1020160161202A
Authority: KR
Inventors: 심연식; 박성빈; 박제현; 최의규; 최홍일
Original assignee: 한국광해관리공단
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-06-11
Also published as: KR101938457B1

Abstract

본 발명은 연속식 전자석 자력선별기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 연속식 습식 자력선별기는, 슬릿을 사이에 두고 상호 마주하게 배치되어 슬릿에 자기장을 형성하는 전자기 코일; 순환 경로를 형성하며 연속적으로 진행하되 경로상에 슬릿을 통과하는 자성 소재의 체인과, 체인에 감겨 체인을 순환시키는 풀리와, 풀리를 구동하는 구동부를 포함하는 이송유닛; 자성물질과 비자성물질을 포함하는 분리대상물질을 전자기 코일 사이의 슬릿으로 공급하기 위한 호퍼; 및 체인에 부착된 자성 물질을 탈착시키기 위한 분리유닛;을 구비하는 것에 특징이 있다.

Description

연속식 전자석 자력선별기{IN-LINE MAGNETIC SEPARATOR USING ELECTROMAGNET}

본 발명은 자성물질과 비자성물질을 상호 분리하기 위한 자력선별기에 관한 것으로서, 특히 자력선별을 연속적으로 수행할 수 있는 연속식 자력선별기에 관한 것이다.

자력선별기술은 자력을 이용하여 자성물질과 비자성물질을 상호 분리하는 기술로서, 다양한 분야에 널리 활용되고 있다. 예컨대, 광물의 선광공정, 폐기물을 재활용하는데 사용되며, 중금속 오염물을 제거하는데도 사용된다.

자력선별기는 분리대상이 되는 물질이 이송되는 경로 상에 자석을 배치하여, 비자성물질은 자석에 영향을 받지 않고 계속 진행하며, 자성 물질은 자석에 부착됨에 따라 두 개의 물질이 상호 분리되는 원리를 이용한다.

분리대상물을 이송시키는 방법에 따라 자력선별기는 습식과 건식으로 구분할 수 있다. 도 1에는 종래의 건식 자력선별기가 도시되어 있다.

도 1을 참고하면, 종래의 건식 자력선별기(5)는 양측에 두 개의 풀리(1,2)가 배치되며, 콘베이어 벨트(3)가 두 개의 풀리(1,2)에 감싸진다. 콘베이어 벨트(3)의 일측에는 호퍼(4)가 마련되어 분리대상물질을 콘베이어 벨트(3) 위로 공급한다. 모터(미도시)와 연결된 구동 풀리(1)가 회전하면, 콘베이어 벨트(3)가 회전하면서 분시대상물도 함께 이송된다. 종동 풀리(2)의 내부에는 자석이 설치된다. 또는 종동 풀리(2) 자체가 드럼 형태로 자석으로 제작될 수도 있다. 콘베이어 벨트(3)를 따라 진행하던 분리대상물은 종동 풀리(2)를 지나면서 비자성물질은 콘베이어 벨트(3)로부터 이탈하여 낙하한다. 반면 자성물질은 종동 풀리(2)의 자력에 의하여 콘베이어 벨트(3)에 부착된 상태로 계속 진행하다가 종동 풀리(2)의 자기장이 미치는 영역을 벗어난 후 비로소 콘베이어 벨트(3)로부터 이탈됨으로써 비자성물질과 상호 분리될 수 있다.

상기한 건식 자력선별기(5)의 경우 콘베이어 벨트(3)는 예컨대 합성수지 계열의 비자성 소재로 이루어지므로 종동 풀리(2) 측의 자력이 콘베이어 벨트에 의하여 약해지게 되는 문제점이 있다. 특히 콘베이어 벨트의 두께가 두꺼운 경우 이러한 문제점은 더욱 크게 나타난다.

이에 반하여 습식 자력선별기는 분리대상물을 물과 함께 이송시킨다. 벨트가 제거되었기 때문에 자석이 원래 가지고 있는 자력의 세기를 그대로 이용할 수 있다는 점에서 이점이 있기 때문이다. 도 2에는 종래의 습식 자력선별기가 도시되어 있다.

도 2를 참고하면, 종래의 습식 자력선별기(9)는 두 개의 전자석(5,6)을 상호 마주하게 배치한다. 그리고 전자석(5,6) 사이에는 자성 소재의 다공성 스크린(7)을 배치한다. 스크린(7)은 자성 소재이므로 자기장이 형성된 영역에서는 자화되어 자석으로 작용하게 된다. 또한 스크린(7) 위에는 호퍼(8)가 배치된다. 호퍼(8)에는 분리대상물을 물과 혼합하여 슬러리 형태로 하부로 공급한다. 호퍼(8)에서 공급된 분리대상물은 자기장이 형성된 영역(전자석들 사이)을 통과하면서 자성물질은 스크린(7)에 부착되며, 비자성물질은 스크린(7)을 통과하여 하부로 이송됨으로써 자성물질과 비자성물질이 상호 분리된다.

그러나 습식 자력선별기(9)는 분리 효율이 우수하다는 장점이 있지만, 회분식으로만 운용되고 공정을 연속식으로 수행하는데 어려움이 있다. 즉, 스크린(7)에 자성물질이 일정량 부착된 후에는 스크린(7)을 분리하여 자성물질을 분리해주어야 하기 때문이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 습식 자력선별 공정을 연속식으로 운용하기 위한 장치들이 개발되었지만 규모가 너무 커지거나 분리효율이 떨어지는 등의 한계를 노출하였다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연속식으로 운용되며 분리효율이 향상되도록 구조가 개선된 연속식 습식 자력선별기를 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

위 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속식 습식 자력선별기는, 슬릿을 사이에 두고 상호 마주하게 배치되어 상기 슬릿에 자기장을 형성하는 전자기 코일;

순환 경로를 형성하며 연속적으로 진행하되 경로상에 상기 슬릿을 통과하는 자성 소재의 체인과, 상기 체인에 감겨 상기 체인을 순환시키는 풀리와, 상기 풀리를 구동하는 구동부를 포함하는 이송유닛;

자성물질과 비자성물질을 포함하는 분리대상물질을 상기 전자기 코일 사잉의 슬릿으로 공급하기 위한 호퍼; 및

상기 체인에 부착된 자성 물질을 탈착시키기 위한 분리유닛;을 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 호퍼는 상기 슬릿을 따라 상기 분리대상물을 하방으로 공급하며, 상기 이송유닛의 체인의 경로는 상하방향을 따라 지그재그 형태로 복수의 층을 이루며 상기 슬릿 내부를 횡방향으로 반복적으로 지나가는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분리유닛은 상기 체인에 세척수를 분사하여 상기 체인에 부착된 자성물질을 탈착시키기 위하여, 상기 슬릿을 사이에 두고 양측에 배치되는 복수의 세척수 분사노즐과, 상기 분사노즐의 하방에 배치되어 탈착된 자성물질을 수집하기 위한 수집부를 구비한다.

특히, 상기 세척수 분사노즐은 상기 체인의 복수의 층 상부에 각각 배치되는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 분리유닛은 상기 체인의 진행방향을 따라 길게 배치되며 내부에 세척수가 유입되는 유로부가 마련된 본체와, 상기 본체의 하면에 설치된 복수의 분사노즐을 구비하는 샤워헤드 형태로 제작될 수 있다.

그리고, 상기 이송유닛은, 상기 슬릿의 양측에 수평하게 배치되는 한 쌍의 상부풀리와, 상기 슬릿의 양측에 수평하게 배치되되, 상기 상부풀리로부터 하측으로 이격되게 배치되는 한 쌍의 하부풀리와, 상기 상부풀리와 하부풀리 사이에서 상하방향을 따라 이격되게 배치되되 상기 슬릿의 일측과 좌측에 교대로 배치되는 적어도 하나의 중간풀리를 구비하며, 상기 체인은 상기 상부풀리와 중간풀리 및 하부풀리를 순차적으로 진행한 후 다시 상부풀리로 되돌아오는 순환경로를 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 호퍼는 상기 슬릿을 따라 상기 분리대상물을 하방으로 공급하며, 상기 체인은 수직한 평면 상에서 상하방향을 따라 순환경로를 형성하되, 상기 슬릿을 지나는 영역에서는 상기 분리대상물의 공급방향과 반대인 상방으로 진행하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 풀리는, 상기 슬릿의 상부에 평행하게 배치되는 한 쌍의 상부풀리와, 상기 슬릿의 하부에 평행하게 배치되는 한 쌍의 하부풀리를 구비하며, 상기 분리유닛은, 상기 한 쌍의 상부풀리 사이에는 상기 체인에 부착된 자성물질을 탈착시키기 위한 세척수 분사노즐과, 상기 분사노즐의 하방에 배치되어 탈착된 자성물질을 수집하기 위한 수집부를 구비한다.

또한, 본 실시예에서, 상기 슬릿의 하부에는 비자성물질을 수집하기 위한 수집부가 설치된다.

본 발명에서, 상기 슬릿의 전면과 후면에는 상기 호퍼로부터 공급되는 분리대상물질이 이탈되는 것을 방지하는 차단막이 설치될 수 있으며, 상기 차단막은 자성 소재로 이루어진다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

본 발명에서는 전자기 코일에 의하여 자기장을 형성하고, 이 자기장 영역을 금속 소재의 체인이 통과하게 함으로써 자석으로 작용하게 한다. 그리고 체인은 순환경로를 통해 연속적으로 회전하므로, 자력분리를 연속공정으로 운용할 수 있다는 이점이 있다.

특히 제1실시예의 경우 체인이 슬릿 내부를 지그재그 형태로 복수 회 지나가게 함으로써 하나의 장치 내에서 복수 회의 자력분리가 일어나므로 분리효율이 향상된다. 제2실시예의 경우에는 자성물질과 비자성물질이 카운터 커런트를 형성함으로써 분리효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 건식 자력선별기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 습식 자력선별기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 습식 자력선별기의 개략적 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 습식 자력선별기를 위에서 바라본 평면도이다.
도 5는 도 4의 b-b선에서 바라본 측면도이다.
도 6은 본 발명에서 사용가능한 체인(예시)을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에서 사용가능한 분리유닛(분사노즐의 형태 예시)을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 습식 자력선별기의 개략적 정면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 습식 자력선별기를 옆에서 바라본 측면도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 연속식 습식 자력선별기에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 습식 자력선별기의 개략적 정면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 습식 자력선별기를 위에서 바라본 평면도이고, 도 5는 도 4의 b-b선에서 바라본 측면도이다.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 습식 자력선별기(100)는 전자기 코일, 이송유닛, 호퍼 및 분리유닛을 구비한다.

전자기 코일(10)은 전류가 인가되면 자기장을 형성하는 전자석이다. 두 개의 전자기 코일(10)이 슬릿을 사이에 두고 서로 마주하게 설치하며, 전자기 코일에 전류가 인가되면 슬릿에는 자기장이 형성된다. 자력선별기에서는 영구자석과 전자석을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 자력의 세기를 조절할 수 있는 전자석을 사용한다. 도면에 도시된 바와 같이 전자기 코일은 한 쌍으로 배치할 수도 있지만, 하나의 코일을 이용하여 형성할 수도 있다.

호퍼(30)는 전자기 코일(10)의 사이, 즉 슬릿의 상부에 배치된다. 호퍼(30)에서는 분리대상물과 물이 혼합된 슬러리를 슬릿으로 공급한다. 분리대상물은 자성물질과 비자성물질이 혼합되어 있다. 특히, 본 발명에서 분리하고자 하는 자성물질은 주로 미세한 분말 형태로서, 예컨대 수~수백 마이크로 미터 수준의 입도로 형성될 수 있다.

호퍼(30)에서는 별도의 동력을 사용하지 않고, 슬러리를 자유 낙하시키는 방식으로 공급할 수 있다. 호퍼(30)의 하부에는 슬러리가 낙하할 때 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 차단막(31)이 설치된다. 차단막(31)은 호퍼(30)의 하부로부터 슬릿을 통과하여 하부까지 연장된다.

호퍼(30)에서 공급된 슬러리는 이송유닛에 의하여 자성물질과 비자성물질이 상호 분리된다. 본 발명에서는 이송유닛으로서 체인과 풀리를 이용한다.

이송유닛은 슬릿을 사이에 두고 양측에 지지대(21)를 구비한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전자기 코일(10)이 슬릿을 중심으로 Y축 상의 양측에 배치된다면, 지지대(21)는 슬릿을 중심으로 X축 상의 양측에 배치된다. 한 쌍의 지지대(21)에는 상부풀리(23)가 수평하게 배치된다. 또한 상부풀리(23)로부터 하방으로 이격되어 한 쌍의 하부풀리(24)가 지지대(21)에 수평하게 배치된다. 일측에 배치된 지지대에는 상부풀리(23)와 하부풀리(24) 사이에 중간풀리(25)가 배치된다. 풀리들은 지지대에 위치고정된 상태에서 회전가능하다.

또한 위 풀리들(23,24,25)을 회전시키기 위한 모터(29)가 설치된다. 모터(29)는 구동롤러(28)와 연결되며, 구동롤러(28)는 종동롤러(27)와 벨트(26)에 의하여 연결된다. 그리고 구동롤러(28)와 종동롤러(27)는 각각 샤프트(281,271)에 의하여 한 쌍의 상부풀리(23,24)와 연결된다.

그리고 풀리들(23,24,25)에는 체인(22)이 감겨진다. 체인(22)은 한 쌍의 상부풀리(23), 중간풀리(25) 및 한 쌍의 하부풀리(24) 순서로 감겨지며, 순환경로를 형성하게 된다.

본 실시예에서 모터(29)가 일방향으로 회전하면, 구동롤러(28)와 종동롤러(27)가 회전되며, 이 회전력은 각각 한 쌍의 상부풀리(23)를 회전시킨다. 상부풀리(23)가 회전되면, 체인(22)이 이송하면서 위의 순환경로를 따라 진행하게 된다.

체인(22)은 도 3에 도시된 바와 같이 전자기 코일 사이의 슬릿을 수평한 방향을 따라 지나간다. 그리고 복수의 풀리에 의하여 체인이 슬릿을 한 번만 지나가는 것이 아니라, 복수의 층(본 실시예에서는 4번)을 형성하며 좌우측 방향을 따라 지그재그 형태로 지나가게 된다.

또한 도 3에는 중간풀리가 한 개만 있는 형태로 도시하였지만, 복수의 중간풀리를 상하방향을 따라 이격되게 배치하되, 지지대의 일측과 타측에 교대로 배치함으로써 체인이 슬릿을 지나는 회수를 증가시킬 수 있다.

체인(22)은 스틸과 같은 자성소재로 이루어지므로, 자기장이 형성된 슬릿 내부를 지나가게 되면 자화되어 자석으로 작용한다. 따라서 호퍼(30)로부터 공급되어 슬릿을 통과하는 슬러리 중에서 자성물질은 슬릿 내부에서 체인(22)에 부착된다. 물론 슬러리에서 비자성물질은 체인(22)에 부착되지 않고 그대로 낙하하게 된다.

본 실시예에서는 슬릿 내에서 체인이 4개의 층을 이루고 있는 바, 슬러리의 낙하 경로를 따라 4번의 자력분리가 이루어지는 결과가 된다.

도 6에는 본 실시예에서 사용하는 체인(22)이 도시되어 있다. 이 체인(22)의 형상은 예시이며, 자성 소재로만 이루어져 있으면 형상은 자유롭게 변경가능하다.

도 6에 도시된 체인(22)은 복수의 구(221)가 격자 형태로 배치되고, 복수의 구(221)는 연결선(22)에 의하여 연결된다. 도시하지는 않았지만, 본 실시예에서 사용하는 풀리들은 체인(22)의 구(221)를 수용할 수 있는 홈부가 마련되어 체인(22)을 구동할 수 있다.

본 실시예에서 슬러리 내 자성물질들은 낙하하는 과정에서 체인(22)의 구(221)와 연결선(222)에 부착된다. 본 실시예에서는 체인(22)이 3개의 라인으로 이루어진 것으로 설명 및 도시하였지만, 실시예에 따라서는 한 개의 라인으로 할 수도 있으며, 4개 라인 이상으로 형성할 수도 있다.

분리유닛(40)은 체인(22)에 부착된 자성물질을 체인으로부터 탈착시켜 별도로 수집하기 위한 것이다. 도 7에는 본 실시예에서 사용하는 샤워헤드 형태의 분리유닛이 도시되어 있다. 도 7을 참고하면, 샤워헤드 형태의 분리유닛(40)은 체인의 진행방향을 따라 길게 본체(45)가 형성된다. 본체(45)에는 세척수가 유입?는 유입로(41)라 형성되고, 그 내부에는 세척수를 수용하는 유로부(43)가 형성된다. 본체(4)의 하면에는 직경이 점차 좁아지는 복수의 분사노즐(44)이 형성되어 있다. 유입로(41)를 통해 세척수가 고압으로 주입되면, 분사노즐(44)을 통해 세척수가 분사되는데, 분사노즐에서는 세척수의 속도가 증가하게 된다.

상기한 형태로 이루어진 분리유닛(40)은 슬릿을 사이에 두고 체인(22)의 양측에 각각 배치된다. 또한 분리유닛(40)은 체인 중에서 최상단의 층을 이루며 지나는 곳에 하나만 설치될 수도 있지만, 본 실시예에서는 체인의 각 층마다 설치된다. 그리고 복수의 분리유닛(40)은 연결관(42)에 의하여 상호 연결되어 최상부에 배치된 분리유닛으로 세척수를 주입하면 가장 하단에 배치된 분리유닛까지 세척수를 공급할 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 자기장이 형성되어 있는 슬릿을 지나면 체인(22)은 자화되어 자석으로 작용하고, 이에 따라 슬러리 내 자성물질들은 체인에 부착된다. 그러나 체인이 슬릿을 통과하면 자기장이 약해지거나 소멸된다. 따라서 체인(22)이 슬릿을 통과한 후에 체인(22)을 향해 세척수를 고압으로 분사하면 자성물질은 체인(22)으로부터 탈착되어 세척수와 함께 하방으로 낙하한다. 본 실시예에서는 체인이 지그재그 형태로 좌우로 이동하므로 슬릿의 양측에 각각 세척수를 분사하기 위한 분리유닛이 배치되어야 한다. 또한 슬릿 양측의 체인(22) 하부에는 수집통(51)이 마련되어 세척수와 함께 수집통으로 수집된다그리고 슬릿의 직하방에는 비자성물질을 수집하기 위한 수집통(52)이 마련되고, 그 양측으로 자성물질을 수집하는 수집통(51)이 각각 배치된다. . 도면에서 A로 표시된 것은 자성물질이 수집되는 것을, B로 표시된 것은 비자성물질을 포함하는 슬러리가 수집되는 것을 의미한다.

그리고 분리유닛에서 세척수를 공급하는 또 다른 이유는 체인(22)에 이물질이 잔존하는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 체인(22)은 풀리(23,24,25)에 결착되어 이동하는데, 체인(22)에 불순물이 잔존하게 되면 풀리와 체인 사이에 불순물이 끼게 되므로 구동이 원활하지 않을 수 있기 때문이다. 분리유닛을 분사노즐 형태로 형성하여 고속으로 세척수를 분사함으로써 자성물질의 탈착과 함께 체인을 청결한 상태로 유지할 수 있다.

이상에서 설명한 제1실시예에 따른 습식 자력선별기(100)의 작동에 대하여 설명한다. 먼저 호퍼(30)에 자성물질과 비자성물질 및 물이 혼합된 슬러리가 준비된다. 그리고 모터(29)가 작동되면, 구동롤러(28), 벨트(26), 종동롤러(27) 및 샤프트(271,281)을 통해 모터(29)의 회전력이 한 쌍의 상부풀리(23)에 전달된다. 상부풀리(23)가 회전하면, 풀리들(23,24,25)에 감겨 있는 체인(22)은 순환경로를 형성하며 진행한다.

전자기 코일(10)에 전류를 인가하면, 체인(22) 중에서 슬릿을 지나는 부분은 연속적으로 자화된다. 즉, 슬릿을 지나는 영역만 자화되고, 슬릿을 통과하기 전과 통과한 후에는 탈자기 된다. 그러나, 체인은 연속적으로 슬릿을 통과하므로 슬릿 내부에는 상시적으로 자석이 배치된 것과 동일한 효과가 발생한다.

상기한 상태에서 호퍼(30)에서 슬러리를 슬릿으로 공급하면 슬러리 내 자성물질은 체인(22)에 부착되고 비자성물질은 슬릿을 통과하여 수집통(52)으로 유입된다. 체인(22)에 부착된 자성물질은 슬릿을 통과한 후 분리유닛(40)으로부터 분사된 세척수에 의하여 체인으로부터 탈락되어 하부의 수집통(51)으로 수집된다.

상기한 과정을 통해 슬러리 내의 자성물질과 비자성물질을 상호 분리할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 체인이 지그재그 형태로 복수의 층을 이루며 슬릿을 반복적으로 통과하므로, 자력분리 효율이 향상된다. 즉, 최상단 층에서 자성물질이 체인에 부착되지 않았다고 하더라도, 하부의 층들을 거치면서 다시 체인에 부착될 수 있기 때문이다.

이하에서는 도면을 참고하여 제2실시예에 따른 습식 자력선별기에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 습식 자력선별기의 개략적 정면도이며, 도 9는 도 8에 도시된 습식 자력선별기를 옆에서 바라본 측면도이다.

도면을 참고하면, 제2실시예에 따른 습식 자력선별기(200)는 한 쌍의 전자기 코일(10), 체인(22)과 풀리를 구비하는 이송유닛, 분사노즐 형태로 이루어진 분리유닛(40)을 구비한다는 점에서 제1실시예에 따른 습식 자력선별기와 동일하다. 다만, 이들의 배치 형태는 제1실시예와 차이가 있을 뿐이다. 도 9 내지 도 10에서 제1실시예를 설명하기 위한 도 3 내지 도 8에 표시된 참고번호와 동일한 참고번호로 표시된 부재는 동일한 구성요소인 바, 그 기능에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 제1실시예와의 차이점에 대해서만 자세히 설명한다.

제2실시예에 따른 습식 자력선별기(200)에서도 한 쌍의 전자기 코일(10)이 슬릿을 사이에 두고 마주하게 배치된다. 슬릿의 상부에는 호퍼(30)가 마련된다. 그러나 체인(22)의 배치가 제1실시예와 전혀 다르다.

제2실시예에서 체인(22)은 수직한 평면상에서 상하방향을 따라 순환경로를 형성한다. 즉, 상호 평행하게 배치되는 한 쌍의 상부풀리(23)와, 상부풀리(23)로부터 하방으로 이격되어 평행하게 배치되는 한 쌍의 하부풀리(24)ㄱ 배치된다. 체인(22)은 상부풀리(23)와 하부풀리(24)에 감겨져 순환경로를 형성한다. 그리고 체인(22)은 전자기 코일(10) 사이의 슬릿을 통과하게 되는데, 하부에서 상부를 향해 진행한다. 즉, 호퍼(30)에서 슬러리가 공급되는 방향과 정 반대방향으로 진행한다. 슬러리 내 자성물질은 슬릿을 통과하면서 상방으로 진행하는 체인(22)에 부착되고, 비자성물질은 그대로 낙하하게 된다. 그리고, 한 쌍의 상부풀리(23)의 상부에는 세척수를 공급하는 분리유닛(40)이 배치된다. 체인(22)에서 상부풀리(22) 사이를 지나는 영역에서 자성물질은 세척수에 의하여 하부로 탈착되어 수집통(51)으로 수집된다. 반면, 슬릿을 통과한 비자성물질은 슬릿 직하방에 배치된 수집통(52)에 모이게 된다.

도 9에 도시된 모터, 구동롤러(28), 종동롤러(27), 벨트(26) 및 샤프트(281,271)는 제1실시예에서와 동일하다. 다만, 제1실시예에서는 구동롤러와 종동롤러가 한 쌍의 상부풀리에 각각 연결되었지만, 제2실시예에서 구동롤러와 종동롤러가 상부풀리와 하부풀리에 연결된다는 점에서만 차이가 있을 뿐이다.

제2실시예에서는 자성물질과 비자성물질이 정반대 방향으로 이동한다는데 특징이 있다. 이를 통해 자성물질과 비자성물질 사이의 분리효율이 향상될 수 있다. 다만, 슬러리가 낙하하는 힘에 의해서 자성물질이 체인에 덜 부착되거나, 또는 한 번 부착된 자성물질이 다시 탈락될 수 있다. 이에 제2실시예에서와 같은 형태에서는 자력의 세기를 크게하는 것이 바람직하다. 자성물질과 비자성물질이 상호 반대방향으로 움직이게 하는 카운터 커런트(counter current)를 형성하는 것은 이론적으로 분리효율을 높일 수 있지만, 자력의 세기가 크지 않다면 오히려 역효과를 낼 수 있기 때문이다. 본 발명에서는 전자석을 사용함으로써, 네오디뮴 등으로 제작된 영구자석에 비하여 자력의 세기를 훨씬 크게 할 수 있는 바, 제2실시예에 따른 습식 자력선별기를 운용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 전자기 코일에 의하여 자기장을 형성하고, 이 자기장 영역을 금속 소재의 체인이 통과하게 함으로써 자석으로 작용하게 한다. 그리고 체인은 순환경로를 통해 연속적으로 회전하므로, 자력분리를 연속공정으로 운용할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100,200 ……연속식 습식 자력선별기
10 …… 전자기 코일
21 …… 지지대, 22 …… 벨트,
23 …… 상부풀리, 24 …… 하부풀리, 25 …… 중간풀리
30 …… 호퍼, 40 …… 이송유닛
51,52 …… 수집통

Claims

슬릿을 사이에 두고 상호 마주하게 배치되어 상기 슬릿에 자기장을 형성하는 전자기 코일;
순환 경로를 형성하며 연속적으로 진행하되 경로상에 상기 슬릿을 통과하는 자성 소재의 체인과, 상기 체인에 감겨 상기 체인을 순환시키는 풀리와, 상기 풀리를 구동하는 구동부를 포함하는 이송유닛;
자성물질과 비자성물질을 포함하는 분리대상물질을 상기 전자기 코일 사이의 슬릿으로 공급하기 위한 호퍼; 및
상기 체인에 부착된 자성 물질을 탈착시키기 위한 분리유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제1항에 있어서,
상기 호퍼는 상기 슬릿을 따라 상기 분리대상물을 하방으로 공급하며,
상기 이송유닛의 체인의 경로는 상하방향을 따라 지그재그 형태로 복수의 층을 이루며 상기 슬릿 내부를 횡방향으로 반복적으로 지나가는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제2항에 있어서,
상기 분리유닛은
상기 체인에 세척수를 분사하여 상기 체인에 부착된 자성물질을 탈착시키기 위하여, 상기 슬릿을 사이에 두고 양측에 배치되는 복수의 세척수 분사노즐과,
상기 분사노즐의 하방에 배치되어 탈착된 자성물질을 수집하기 위한 수집부를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제3항에 있어서,
상기 세척수 분사노즐은 상기 체인의 복수의 층 상부에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 분리유닛은
상기 체인의 진행방향을 따라 길게 배치되며 내부에 세척수가 유입되는 유로부가 마련된 본체와, 상기 본체의 하면에 설치된 복수의 분사노즐을 구비하는 샤워헤드인 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제3항에 있어서,
상기 이송유닛은,
상기 슬릿의 양측에 수평하게 배치되는 한 쌍의 상부풀리와, 상기 슬릿의 양측에 수평하게 배치되되, 상기 상부풀리로부터 하측으로 이격되게 배치되는 한 쌍의 하부풀리와, 상기 상부풀리와 하부풀리 사이에서 상하방향을 따라 이격되게 배치되되 상기 슬릿의 일측과 좌측에 교대로 배치되는 적어도 하나의 중간풀리를 구비하며,
상기 체인은 상기 상부풀리와 중간풀리 및 하부풀리를 순차적으로 진행한 후 다시 상부풀리로 되돌아오는 순환경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제1항에 있어서,
상기 호퍼는 상기 슬릿을 따라 상기 분리대상물을 하방으로 공급하며,
상기 체인은 수직한 평면 상에서 상하방향을 따라 순환경로를 형성하되, 상기 슬릿을 지나는 영역에서는 상기 분리대상물의 공급방향과 반대인 상방으로 진행하는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제7항에 있어서,
상기 풀리는, 상기 슬릿의 상부에 평행하게 배치되는 한 쌍의 상부풀리와, 상기 슬릿의 하부에 평행하게 배치되는 한 쌍의 하부풀리를 구비하며,
상기 분리유닛은, 상기 한 쌍의 상부풀리 사이에는 상기 체인에 부착된 자성물질을 탈착시키기 위한 세척수 분사노즐과, 상기 분사노즐의 하방에 배치되어 탈착된 자성물질을 수집하기 위한 수집부를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제7항에 있어서,
상기 슬릿의 하부에는 비자성물질을 수집하기 위한 수집부가 설치되는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제1항에 있어서,
상기 슬릿의 전면과 후면에는 상기 호퍼로부터 공급되는 분리대상물질이 이탈되는 것을 방지하는 차단막이 설치되는 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.
제10항에 있어서,
상기 차단막은 자성 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 연속식 습식 자력선별기.