JP6690565B2 - 磁力選別方法及び装置 - Google Patents
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Description
磁力選別機には、回転ドラム内に固定磁石を配置した形式(ドラム型)、ベルトコンベアのプーリ内部に磁石を配置した形式(プーリ型)、ベルトコンベアのベルト軌道の内側に磁石を配置して磁選対象物を吊り上げる形式(吊下げ型)などがあり、工業分野で広く用いられている。
また、一般に磁力選別される対象物の多くは、所定の粒径以下に破砕・粉砕され、粒度調整された粒状物(粉体)として磁力選別機に投入される。
例えば、特許文献1には、磁選対象物をらせん状のスライダに通して、中心からの遠心力により非磁着物を磁石側から引き剥がす方法が提案されている。
また、特許文献2には、磁石を備えた吊り下げ型の磁力選別機を用いる方法において、原料の供給コンベヤと磁石との距離を大きくすることで、非磁着物の巻き込みを防ぐようにした方法が提案されている。
また、特許文献2のように、磁石との距離を大きくして、磁着性粒子を吸着する手法においても、原料を多層の状態(層厚が大きい状態)に供給すると、下層側の磁着性粒子が非磁着性粒子に抱き込まれて非磁着側にロスする問題がある。
[1]粒状の磁選対象物(A)を磁力選別する方法において、磁選対象物(A)に、当該磁選対象物(A)の平均粒径よりも大きい粒径の磁着性粒子からなる撹拌促進粒子(x)を混合した上で磁力選別することを特徴とする磁力選別方法。
[2]上記[1]の磁力選別方法において、磁選対象物(A)を磁力選別して得られた磁着物(a)を、磁選対象物(A)の平均粒径よりも大きい目開きの篩で篩い分けし、その篩上の磁着性粒子を撹拌促進粒子(x)として用いることを特徴とする磁力選別方法。
[4]粒状の磁選対象物(A)を磁力選別する装置において、磁力選別手段(1)と、磁選対象物(A)に、当該磁選対象物(A)の平均粒径よりも大きい粒径の磁着性粒子からなる撹拌促進粒子(x)を混合した後、磁力選別手段(1)に装入する装入手段(2)を有することを特徴とする磁力選別装置。
[6]上記[4]又は[5]の磁力選別装置において、磁力選別手段(1)が、プーリ型磁力選別機、ドラム型磁力選別機、吊下げ型磁力選別機のいずれかであることを特徴とする磁力選別装置。
[7]上記[1]〜[3]のいずれかの磁力選別方法により、磁選対象物(A)である鉄鋼スラグ又は鉄鉱石を磁力選別し、その磁着物(a)の少なくとも一部を製鉄原料として回収することを特徴とする製鉄原料の製造方法。
また、磁選対象物Aを磁力選別して得られた磁着物aを、磁選対象物Aの平均粒径よりも大きい目開きの篩で篩い分けし、その篩上の磁着性粒子を撹拌促進粒子xとして再利用することにより、撹拌促進粒子xの消費量が抑えられ、磁力選別を低コストに実施することができる。
磁力選別手段1は、磁石プーリ5aとプーリ5b間にコンベアベルト6が張設されたプーリ型磁力選別機からなる。本実施形態のプーリ型磁力選別機は、磁石プーリ5aがコンベア終端側のプーリであり、上方からコンベアベルト6上に供給され、コンベアベルト6で搬送された磁選対象物Aが、コンベア終端側で払い出される際に磁石プーリ5aで磁力選別されるようにしている。
装入手段2は、ホッパー10を有する電磁フィーダー9からなり、ホッパー10に入れられた磁選対象物Aが電磁フィーダー9によりコンベアベルト6上に供給されるようになっている。
磁石プーリ5aの下方には、磁着物と非磁着物の各落下空間を仕切るための仕切11が設けられている。
ここで、磁選対象物Aの平均粒径は、粒子直径の算術平均値であり、篩分け法によって粒度分布を求め、粒径毎の質量%より篩目開きで表したものとする。
また、撹拌促進粒子xの粒径が磁選対象物Aの平均粒径よりも大きいとは、例えば、目開きが磁選対象物Aの平均粒径よりも大きい篩にかけた際に篩上になる粒径を有することをいう。
また、撹拌促進粒子xの粒度も特に制限はないが、粒径があまりに大きいと動きにくくなって撹拌促進効果が低下するおそれがあるので、撹拌促進粒子xの粒径は磁選対象物Aの平均粒径の20倍以下程度とするのが好ましい。
従来法により粒状の磁選対象物Aを磁力選別した場合、図3に示すように磁着性粒子が非磁着性粒子を抱き込む現象が生じ、この抱き込みによって多くの非磁着性粒子が磁着側に混入してしまう。一方、磁選対象物Aは磁力選別部を通過する際に不均一な磁場中を移動していくので、磁着性粒子(磁性体)から見ると磁場の大きさと向きが変化する。磁着性粒子に作用する磁場の大きさと向きが変化すると、磁着性粒子に作用する磁力の大きさと向きが変わるので、微視的には磁着性粒子自身に振動、自転などの動きが生じる。抱き込み現象が起きているときにこの振動、自転が起きると、巨視的には粒状の磁選対象物Aが撹拌され、抱き込まれていた非磁着性粒子(非磁性体)が解放され、磁力選別による分離が正しく起きる。本発明では、図2に示されるように、磁選対象物Aに混合された粒径の大きい磁着性粒子(磁選対象物Aの平均粒径よりも粒径が大きい磁着性粒子)からなる撹拌促進粒子xが、磁界中で大きく動くことで上記のような撹拌が促進され、その結果、磁着性粒子による非磁着性粒子の抱き込みが効果的に解消され、磁着性粒子と非磁着性粒子を精度よく分離して高品位の磁着物を得ることができる。
その他の構成は、図1の実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
磁力選別手段1であるドラム型磁力選別機は、回転ドラム14を構成する回転可能なドラム本体15(外殻)の内側に、固定式の磁石16がドラム本体15から独立して設けられている。磁石16は、磁選対象物Aが滑り落ちるドラム半周分に沿ってN極とS極が交互に配置された複数極(例えば12極)からなる。この回転ドラム14による磁力選別部の磁力は、例えばドラム表面で600ガウス程度とするのが好ましい。
その他の構成は、図1の実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
磁力選別手段1である吊下げ型磁力選別機は、図4の実施形態と同様のプーリ型磁力選別機を吊下げ型としたものであり、磁石プーリ17aとプーリ17b間にコンベアベルト18が張設された磁力選別機である。
本実施形態の吊下げ型磁力選別機は、磁石プーリ17aがコンベア始端側のプーリであり、ベルトコンベア19により下方向から供給される磁選対象物Aが磁石プーリ17aで磁力選別される。その際、非磁着物は磁石プーリ17aに吸引されることなくベルトコンベア19から払い出されて下方に落下し、磁着物は磁石プーリ17aに吸引されながら、コンベアベルト18により搬送されてコンベア上部側に移動し、コンベア終端側で磁着物回収部22に払い出される。
その他の構成は、図4の実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
なお、図2に示したような本発明法の原理からして、本発明は、上述した各実施形態のような磁力選別機以外の種々のタイプのものに適用することができ、例えば、ベルトコンベアのベルト軌道の内側に磁石を配置して磁選対象物を吊り上げる形式(吊下げ型)の磁力選別機にも適用することができる。
図1に示す設備を用いて、鉄分を30mass%程度含む粒径1mm以下、平均粒径0.5mmの製鋼スラグ(磁選対象物A)を1ton/hの処理量で磁力選別するにあたり、粒径0.7〜1mmの粒鉄(撹拌促進粒子x)を0.1ton/hの割合で製鋼スラグに混合した。磁力選別部の磁力は、ベルト表面で1000ガウスとした。本実施例では、製鋼スラグに混合した粒鉄(撹拌促進粒子x)の撹拌促進効果により、製鋼スラグ中の磁着性粒子による非磁着性粒子の抱き込み現象が大幅に解消され、その結果、粒鉄(撹拌促進粒子x)を混合しない従来法では抱き込み現象によって非磁着物の回収歩留りが50mass%程度であったのに対し、非磁着物の回収歩留りが90mass%以上となり、非磁着物の回収歩留りが大幅に向上した。
図4に示す設備を用いて、鉄分を30mass%程度含む粒径1mm以下、平均粒径0.5mmの製鋼スラグ(磁選対象物A)を1ton/hの処理量で磁力選別するにあたり、粒径0.7〜1mmの粒鉄(撹拌促進粒子x)を0.1ton/hの割合で製鋼スラグに混合した。磁力選別部の磁力は、ベルト表面で2500ガウスとした。図4の設備は、磁石ロール13を回転させることで磁選対象物Aをより強く撹拌することを狙った方式であるが、抱き込み現象は完全には解消できない。本実施例では、製鋼スラグに混合した粒鉄(撹拌促進粒子x)の撹拌促進効果により、製鋼スラグ中の磁着性粒子による非磁着性粒子の抱き込み現象が大幅に解消され、その結果、粒鉄(撹拌促進粒子x)を混合しない従来法では抱き込み現象によって磁着物中の鉄濃度が70mass%程度であったのに対し、磁着物の鉄濃度が97mass%以上となり、磁着物の品位が大幅に向上した。
図5に示す設備を用いて、鉄分を30mass%程度含む粒径1mm以下、平均粒径0.5mmの製鋼スラグ(磁選対象物A)を1ton/hの処理量で磁力選別するにあたり、粒径1.5mm超の粒鉄(撹拌促進粒子x)を0.1ton/hの割合で製鋼スラグに混合した。磁力選別部の磁力は、ドラム表面で600ガウスとした。本実施例では、製鋼スラグに混合した粒鉄(撹拌促進粒子x)の撹拌促進効果により、製鋼スラグ中の磁着性粒子による非磁着性粒子の抱き込み現象が大幅に解消され、その結果、粒鉄(撹拌促進粒子x)を混合しない従来法では抱き込み現象によって磁着物中の鉄濃度が70mass%程度であったのに対し、磁着物の鉄濃度が97mass%以上となり、磁着物の品位が大幅に向上した。
また、本実施例では、得られた磁着物aを目開きが1.5mmの篩で篩分けし、その篩上の磁着物を撹拌促進粒子xとして磁選対象物Aの供給ホッパーに再投入(返送)することで、撹拌促進粒子xを循環利用した。
2 装入手段
3 篩装置
4 供給手段
5a 磁石プーリ
5b プーリ
6 コンベアベルト
7 プーリ本体
8 磁石
9 電磁フィーダー
10 ホッパー
11 仕切
12 プーリ本体
13 磁石ロール
14 回転ドラム
15 ドラム本体
16 磁石
17a 磁石プーリ
17b プーリ
18 コンベアベルト
19 ベルトコンベア
20 電磁フィーダー
21 ホッパー
22 磁着物回収部
23 プーリ本体
24 磁石ロール
A 磁選対象物
a 磁着物
x 撹拌促進粒子
Claims (7)
- 磁着性粒子と非磁着性粒子の混合物である粒状の磁選対象物(A)から磁着性粒子を磁力選別する方法において、
磁選対象物(A)に、当該磁選対象物(A)の平均粒径よりも大きい粒径の磁着性粒子からなる撹拌促進粒子(x)を混合した上で磁力選別することを特徴とする磁力選別方法。 - 磁選対象物(A)を磁力選別して得られた磁着物(a)を、磁選対象物(A)の平均粒径よりも大きい目開きの篩で篩い分けし、その篩上の磁着性粒子を撹拌促進粒子(x)として用いることを特徴とする請求項1に記載の磁力選別方法。
- 磁力選別手段が、プーリ型磁力選別機、ドラム型磁力選別機、吊下げ型磁力選別機のいずれかであることを特徴とする請求項1又は2に記載の磁力選別方法。
- 磁着性粒子と非磁着性粒子の混合物である粒状の磁選対象物(A)から磁着性粒子を磁力選別する装置において、
磁力選別手段(1)と、
磁選対象物(A)に、当該磁選対象物(A)の平均粒径よりも大きい粒径の磁着性粒子からなる撹拌促進粒子(x)を混合した後、磁力選別手段(1)に装入する装入手段(2)を有することを特徴とする磁力選別装置。 - さらに、磁選対象物(A)の平均粒径よりも大きい目開きを有し、磁選対象物(A)を磁力選別して得られた磁着物(a)を篩い分けする篩装置(3)と、
該篩装置(3)における篩上の磁着性粒子を撹拌促進粒子(x)として装入手段(2)に供給する供給手段(4)を有することを特徴とする請求項4に記載の磁力選別装置。 - 磁力選別手段(1)が、プーリ型磁力選別機、ドラム型磁力選別機、吊下げ型磁力選別機のいずれかであることを特徴とする請求項4又は5に記載の磁力選別装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の磁力選別方法により、磁選対象物(A)である鉄鋼スラグ又は鉄鉱石を磁力選別し、その磁着物(a)の少なくとも一部を製鉄原料として回収することを特徴とする製鉄原料の製造方法。
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