JP3538640B2 - 磁気分離方法及び磁気分離装置 - Google Patents
磁気分離方法及び磁気分離装置Info
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Description
磁気分離装置に関し、詳しくは、産業廃棄物の分離除
去、鉱石の選別及び精製、並びにウラン抽出などに好適
に用いることのできる、磁気分離方法及び磁気分離装置
に関する。
り、産業廃棄物などの処理問題が深刻化している。この
解決策として、混合物質である産業廃棄物を磁気力によ
り選別する磁気分離技術が発達し、排水浄化や資源回収
などへ適用されている。また、未利用資源の開発の観点
から、上記磁気分離技術は、原石からの選鉱及び精製な
どへも応用されている。さらには、将来的なエネルギー
源として、海水中のウラン抽出などへの応用も期待され
ている。
合物や有機塩素化合物などの有害有機物などの環境汚染
物質を分解するので、産業廃棄物の処理において度々使
用される。したがって、産業廃棄物の処理を効率良く行
うためには、微生物を所定の反応槽内で高濃度に保持す
ることが必要である。この際、磁気分離技術を用いるこ
とにより、微生物を反応層内で高濃度に保持することが
できる。
ば、エチレングリコールなどの所定の物質に包括固定
し、この物質を巨大な磁気勾配を利用した磁気力によっ
て分離し、保持することによって、前記反応槽の所定の
箇所において前記微生物を高濃度に維持することができ
る。
概略図である。図1に示す磁気分離装置は、例えばステ
ンレスウールなどから構成される磁気細線3を内部に有
する磁気フィルタ1と、磁場印加のためのコイル2とを
具えている。コイル2から磁気フィルタ1内の磁気細線
3に所定の磁場が印加されると、磁気細線3の回りには
巨大な磁気勾配が生じ、非常に大きな磁気力が発生す
る。
気フィルタ1内に、前記微生物及び前記磁性粒子を包括
させた前記所定の物質を流すことによって、この物質は
前記磁気力によって分離され、保持される。
は、その間隔が数十μmのオーダであるため、一定時間
動作させた後において、前記分離保持された物質が磁気
細線3の間隙中に多数存在して目詰まりを起こすように
なる。このため、磁気フィルタ1の濾過能力が低下した
り、圧力損失が増大したりしてしまう。したがって、図
1に示すような磁気分離装置を一定時間使用した後にお
いては、磁気細線3を消磁し水などによって洗浄する。
導磁石などを用いて高い磁束密度を有するように励磁し
たような場合においては、その消磁に長時間要するばか
りでなく、その操作が極めて困難になる。この結果、簡
易な操作で長時間安定に使用することのできる磁気分離
装置を提供することができないでいた。
装置において、磁気分離し保持された物質を簡易に離脱
し、収集するようにすることにより、簡易な操作で長時
間安定に使用することのできる磁気分離方法及びその磁
気分離装置を提供することを目的とする。
本発明の磁気分離方法は、磁性体部及び導電体部を有
し、それぞれが長手方向において略平行に配列された複
合細線を内部に含む磁気フィルタ中に、前記複合細線の
配列方向と略平行に所定の混合物質を流し、前記複合細
線に対して所定の外部磁場を印加して前記混合物質を磁
気的に分離し、分離した一部の物質を保持した後、前記
複合細線に対して所定のパルス電流又は正弦波電流を流
し、磁気的に分離し保持された物質を離脱させ、収集す
るようにしたことを特徴とする。
及び導電体部を有し、それぞれが長手方向において略平
行に配列された複合細線を内部に含み、前記複合細線の
配列方向を略平行に所定の混合物質を流すようにした磁
気フィルタと、前記複合細線に所定の外部磁場を印加す
るための磁場印加手段と、前記複合細線に所定のパルス
電流又は正弦波電流を印加するためのパルス電流印加手
段とを具えることを特徴とする。
おいては、磁性体部及び導電体部を有する複合細線を内
部に含む磁気フィルタに対して、磁場印加手段より所定
の外部磁場を印加し、前記複合細線の周囲に生じた巨大
な磁気勾配に基づく大きな磁気力によって、前記磁気フ
ィルタ中を通過する混合物質を磁気的に分離し保持す
る。そして、所定の時間が経過した後において、前記複
合細線にパルス電流又は正弦波電流を印加するようにし
ている。
前記複合細線に印加すると、前記複合細線には、前記外
部磁場と前記パルス電流などとに基づくローレンツ力が
パルス的あるいは正弦波的に印加される。この結果、前
記複合細線は前記ローレンツ力に起因して振動するよう
になり、この振動によって磁気分離され保持された物質
は離脱するようになる。
つ長時間の操作を要することなく、上述したように、磁
気フィルタ内に磁気細線に代えて磁性体部及び導電体部
を有する複合細線を設け、この複合細線に所定のパルス
電流又は正弦波電流を印加するという極めて簡易な操作
にのみで、磁気分離し保持された物質を離脱し収集する
ことができる。
に則して詳細に説明する。図2は、本発明の磁気分離装
置の一例を示す概略図であり、図3は、図2に示す磁気
分離装置に用いられている磁気フィルタの横方向断面図
である。図2に示す磁気分離装置は、内部に複合細線1
3を含む磁気フィルタ11と、複合細線13に所定の外
部磁場を印加すべく、磁気フィルタ11の外周部に設け
られた磁場印加手段としての磁石12と、複合細線13
に対して所定のパルス電流を印加すべく、パルス電流印
加手段としてのパルス電流電源14とを具えている。
線13は、磁気フィルタ11内においてその長手方向に
対して並行に設けられており、磁石12からの外部磁場
が垂直に印加されるように構成されている。
ルタ11の左側から磁気フィルタ11中に導入され、磁
気フィルタ11の右側から排出されるように構成されて
いる。また、磁石12から複合細線13に所定の外部磁
場が印加されることによって、複合細線13の周囲には
巨大な磁気勾配が生じているため、前記混合物質が磁気
フィルタ11内を通過する際において、前記巨大な磁気
勾配に起因した極めて大きな磁気力が作用し、これによ
って所定の物質のみが磁気的に分離され保持される。
り、前記所定の混合物質を簡易かつ高効率で磁気的に分
離し保持することができる。
パルス電流電源14から所定のパルス電流を複合細線1
3に印加する。すると、上記外部磁場と相伴って、複合
細線13には所定にローレンツ力がパルス的に加わるよ
うになる。したがって、複合細線13は振動し、この振
動によって磁気的に分離され保持された物質が離脱され
るようになる。この結果、磁気フィルタ11内の目詰ま
りが防止され、長時間に亘って高い濾過能力を呈すると
ともに、圧力損失なども効果的に抑制することができ
る。
種類は、必要に応じて任意に選択することができる。し
かしながら、前記パルス電流のパルス波形状は矩形波で
あることが好ましい。これによって、前記磁気分離され
保持された物質の離脱をより効果的に行うことができ
る。但し、本発明においては、上述した矩形波状のパル
ス電流の他、パルス波が三角波の形状を有する三角波状
のパルス電流なども用いることができる。
しては、パルス電流電源14に代えて、正弦波電流電源
を用い、前記パルス電流に代えて正弦波電流を複合細線
に印加する。この場合においても、前記磁気分離され保
持された物質を効果的に離脱させることができる。な
お、正弦波の大きさ及び周期などについては、必要に応
じて任意に選択する。
に離脱された物質は収集されて、必要に応じて後の工程
に付され、あるいは貯留される。
加手段としての磁石12から所定の外部磁場が印加され
て、その周囲に巨大な磁気勾配を生成する必要があるこ
とから磁性体部を有することが必要である。さらに、パ
ルス電流印加手段としてのパルス電流電源より所定のパ
ルス電流が印加されて、このパルス電流が流れることに
より、前記外部磁場と相伴って所定のローレンツ力を生
成させる必要があることから導電体部を有することが必
要である。
3は、ステンレス、及び鉄などの鉄系磁性金属などから
構成することが好ましい。これによって、複合細線13
は、必然的に磁性体部と導電体部とを有するようにな
る。
すような構成を採ることもできる。図4において、各複
合細線は、磁性細線15の周囲において導電性材料16
を同心円状に被覆してなる構成を採っている。この場合
は、磁性細線15が磁性体部を構成し、導電性材料16
が導電体部を構成する。また、図5において、各複合細
線は、導電線17の周囲において磁性材料18を同心円
状に被覆してなる構成を採っている。この場合は、導電
線17が導電体部を構成し、磁性材料18が磁性体部を
構成する。
な構成を採る場合において、磁性細線15及び磁性材料
18は、ステンレスや鉄などの鉄系材料などから構成す
ることができる。また、導電性材料16及び導電線17
は、銅、銀、金、及びアルミニウムなどの高導電性材料
から構成することができる。
汎用の希土類磁石などを用いることもできるが、好まし
くは超電導磁石を用いる。これによって、磁気フィルタ
中の複合細線13に対して大きな外部磁場を印加するこ
とができ、より大きな磁気勾配及び磁気力を生じさせる
ことができる。したがって、混合物質の磁気分離をより
効率的に行うことができる。
置を用いた。なお、磁気フィルタ11を構成する複合細
線13は、直径0.2mm、長さ20cmの鉄線から構
成した。また、混合物質としては、マグネタイトを水に
溶解して得たスラリーを用いた。
磁気フィルタ11内に、流速0.29m/secで導入
した。そして、磁石12から磁束密度1Tの外部磁場を
複合細線13に印加し、前記外部磁場に基づく磁気力に
よって前記スラリーを磁気分離し、分離されたマグネタ
イトを磁気フィルタ11内に保持した。次いで、パルス
電流電源14から、周波数が1Hzであり、大きさが
0.6Aの矩形波パルス電流を複合細線13に印加し、
磁気フィルタ11内に保持されたマグネタイトの離脱を
実施した。
マグネタイトの離脱の状態を経時的に示した図である。
図6(a)は離脱前の状態を示し、図6(b)及び図6
(c)は、離脱状態を経時的に示したものである。図6
から明らかなように、図6(b)に示す離脱過程におい
て、磁気フィルタ11内は濃色を呈し、マグネタイトが
複合細線13の振動によって盛んに離脱されていること
が分かる。そして、十分時間が経過した図6(c)にお
いては、磁気フィルタ1内は薄色化し、保持されたマグ
ネタイトが十分に離脱されていることが分かる。
タ内に磁気分離されて保持された物質を十分に離脱で
き、磁気分離装置を長時間安定して動作できることが分
かる。
説明してきたが、本発明の内容は上記に限定されるもの
ではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あ
らゆる変形や変更が可能である。
線13を磁気フィルタ11の長手方向と並行に設けてい
るが、複合細線13の方向は限定されず、いかなる方向
に配置することができる。また、磁石12から複合細線
13の配列方向と垂直に外部磁場を印加しているが、こ
の外部磁場の印加方向は限定されず、あらゆる方向から
印加することができる。
方法及び磁気分離装置によれば、磁性体部及び導電体部
を有する複合細線を含む磁気フィルタを設け、磁場印加
によって磁気分離した後、パルス電流又は正弦波電流を
印加して磁気分離させた物質を前記磁気フィルタ内から
離脱させるようにしている。したがって、濾過能力の低
下や圧力損失などを生じさせることなく、磁気分離装置
を長期間安定に動作させることができる。
る。
ある。
方向断面図である。
れの構造を示す図である。
それぞれの構造を示す図である。
ネタイトを、本発明に従って離脱させる過程を経時的に
示した図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 磁性体部及び導電体部を有し、それぞれ
が長手方向において略平行に配列された複合細線を内部
に含む磁気フィルタ中に、前記複合細線の配列方向と略
平行に所定の混合物質を流し、前記複合細線に対して所
定の外部磁場を印加して前記混合物質を磁気的に分離
し、分離した一部の物質を保持した後、前記複合細線に
対して所定のパルス電流又は正弦波電流を流し、磁気的
に分離し保持された物質を離脱させ、収集するようにし
たことを特徴とする、磁気分離方法。 - 【請求項2】 前記パルス電流は、矩形波状のパルス電
流であることを特徴とする、請求項1に記載の磁気分離
方法。 - 【請求項3】 磁性体部及び導電体部を有し、それぞれ
が長手方向において略平行に配列された複合細線を内部
に含み、前記複合細線の配列方向と略平行に所定の混合
物質を流すようにした磁気フィルタと、前記複合細線に
所定の外部磁場を印加するための磁場印加手段と、前記
複合細線に所定のパルス電流又は正弦波電流を印加する
ためのパルス電流印加手段とを具えることを特徴とす
る、磁気分離装置。 - 【請求項4】 前記パルス電流印加手段は、前記複合細
線に対して矩形波状のパルス電流を印加することを特徴
とする、請求項3に記載の磁気分離装置。 - 【請求項5】 前記複合細線のぞれぞれは、磁性金属よ
りなることを特徴とする、請求項3又は4に記載の磁気
分離装置。 - 【請求項6】 前記複合細線のそれぞれは、磁性細線の
周囲を導電性材料によって同心円状に被覆されてなるこ
とを特徴とする、請求項3又は4に記載の磁気分離装
置。 - 【請求項7】 前記複合細線のそれぞれは、導電線の周
囲を磁性材料によって同心円状に被覆されてなることを
特徴とする、請求項3又は4に記載の磁気分離装置。 - 【請求項8】 前記磁場印加手段は、超電導磁石から構
成されることを特徴とする、請求項3〜7のいずれか一
に記載の磁気分離装置。
Priority Applications (1)
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JP2001125274A JP3538640B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 磁気分離方法及び磁気分離装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002316069A JP2002316069A (ja) | 2002-10-29 |
JP3538640B2 true JP3538640B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=18974520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001125274A Expired - Lifetime JP3538640B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 磁気分離方法及び磁気分離装置 |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5823152B2 (ja) * | 2011-04-06 | 2015-11-25 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | 非着磁性粒子中の着磁性粒子の捕集方法および捕集装置 |
CN102861666B (zh) * | 2012-09-27 | 2015-01-21 | 沈阳隆基电磁科技股份有限公司 | 一种双摇杆式脉动箱 |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125274A patent/JP3538640B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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