磁選機(jī)用介質(zhì)以及磁選機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于磁分離法的磁選機(jī)用介質(zhì)（Matrix)以及具有所述磁選機(jī)用介質(zhì) 的磁選機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于將磁性粒子吸引到磁鐵上的磁力可通過放置磁性粒子的位置的磁通密度（B) 與磁化梯度（Λ B)的乘積來表示。20世紀(jì)60年代后期提出了一種磁分離法，在該磁分離 法中，將鐵磁體金屬絲置于均勻磁場(chǎng)中，從而使金屬絲附近產(chǎn)生較大磁化梯度，此后，在美 國作為高梯度磁選機(jī)而發(fā)展了該磁分離法，目前，很多磁選機(jī)廠家正在銷售利用了相同原 理的磁選機(jī)。
[0003] 例如，作為所述磁選機(jī)而廣泛采用瓊斯（Jones)型濕式高梯度磁選機(jī)。圖1 (a)、圖 1 (b)是用于說明瓊斯型濕式高梯度磁選機(jī)的概要的說明圖。
[0004] 如圖1(a)所示，磁選機(jī)100以如下部件作為主要部件而構(gòu)成：高梯度磁分離部 50,由電磁鐵50a、磁性過濾器50b以及磁選流路50c構(gòu)成；選別對(duì)象流體導(dǎo)入流路101b， 經(jīng)由開關(guān)閥l〇la與磁選流路50c的一端側(cè)相連，可向磁選流路50c導(dǎo)入選別對(duì)象流體；非 磁吸附物排出流路103b，經(jīng)由開關(guān)閥103a與磁選流路50c的另一端側(cè)相連，可從磁選流路 50c中排出處于所述磁吸附物已被磁吸附在磁性過濾器50b上的狀態(tài)的所述選別對(duì)象流 體；輸送流體導(dǎo)入流路l〇4b，經(jīng)由開關(guān)閥104a與磁選流路50c的所述另一端側(cè)相連，可向 磁選流路50c導(dǎo)入輸送流體（例如水），所述輸送流體能夠輸送處于已從磁性過濾器50b 上脫離的狀態(tài)的所述磁吸附物；以及磁吸附物排出流路105b，經(jīng)由開關(guān)閥105a與磁選流路 50c的所述一端側(cè)相連，可從磁選流路50c中排出處于輸送從磁性過濾器50b上脫離的所述 磁吸附物的狀態(tài)的所述輸送流體。
[0005] 在磁選機(jī)100中，通過下面的工序，從所述選別對(duì)象流體中分離并選別出所述磁 吸附物和所述非磁吸附物。
[0006] 首先，如圖1(a)中的箭頭所示，對(duì)于處在電磁鐵50a被勵(lì)磁的狀態(tài)的磁選流路 50c，僅打開磁選流路50c的所述一端側(cè)的開關(guān)閥中的開關(guān)閥101a，將通過栗101d從所述選 別對(duì)象流體的貯存部l〇lc導(dǎo)入選別對(duì)象流體導(dǎo)入流路l〇lb中的所述選別對(duì)象流體導(dǎo)入磁 選流路50c，從而使所述磁吸附物磁吸附在磁性過濾器50b上，并且僅打開磁選流路50c的 所述另一端側(cè)的開關(guān)閥中的開關(guān)閥l〇3a，將處于所述磁吸附物已被磁吸附的狀態(tài)的所述選 別對(duì)象流體排出到非磁吸附物排出流路103b中，并回收到非磁吸附物回收部103c內(nèi)（非 磁吸附物選別工序）。
[0007] 接下來，如圖1 (b)中的箭頭所示，對(duì)于處在電磁鐵50a的勵(lì)磁被解除的狀態(tài)的磁 選流路50c，僅打開磁選流路50c的所述另一端側(cè)的開關(guān)閥中的開關(guān)閥104a，將所述輸送流 體從輸送流體導(dǎo)入流路l〇4b導(dǎo)入磁選流路50c，并且僅打開磁選流路50c的所述一端側(cè)的 開關(guān)閥中的開關(guān)閥l〇5a，使所述輸送流體輸送處于已從磁性過濾器50b上脫離的狀態(tài)的所 述磁吸附物，從而將所述磁吸附物從磁選流路50c排出到磁吸附物排出流路105b中，并回 收到磁吸附物回收部105c內(nèi)（磁吸附物選別工序）。
[0008] 在磁選機(jī)中使用的磁性過濾器被稱為介質(zhì)，已知由多孔金屬網(wǎng)、鋼絲棉或鐵球等 構(gòu)成的介質(zhì)（參照專利文獻(xiàn)1)。尤其是由多孔金屬網(wǎng)、鋼絲棉構(gòu)成的介質(zhì)會(huì)在局部產(chǎn)生較 大的磁化梯度（Λ B)，因此，被廣泛用于通過強(qiáng)磁力可靠地對(duì)磁吸附物進(jìn)行磁吸附的目的。
[0009] 另外，本申請(qǐng)人先發(fā)明并申請(qǐng)了如下技術(shù)，即通過高梯度磁選機(jī)，利用磁力從熒光 體混合物中按照顏色選別出紅、藍(lán)、綠色的熒光體（參照專利文獻(xiàn)2)。
[0010] 但是，由多孔金屬網(wǎng)或鋼絲棉等構(gòu)成的介質(zhì)存在如下技術(shù)問題，即由于構(gòu)成多孔 金屬網(wǎng)或鋼絲棉等的鐵磁體金屬絲是以錯(cuò)綜復(fù)雜的狀態(tài)配置的，因此，除了被磁吸附在鐵 磁體金屬絲上的磁性粒子以外，大量的并非想要讓鐵磁體金屬絲磁吸附的非磁性粒子也被 牽連到鐵磁體金屬絲的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致選別精度下降。尤其是在局部產(chǎn)生較大的磁化梯度 (Λ Β)的位置，先被磁吸附的磁性粒子會(huì)妨礙后續(xù)的非磁性粒子通過，因此，造成流路阻 塞，并會(huì)牽連進(jìn)更多的非磁性粒子。
[0011] 為了解決這樣的技術(shù)問題，也可考慮將鐵磁體金屬絲配置得較稀疏，然而，這樣的 鐵磁體金屬絲雖然能夠在局部產(chǎn)生較大的磁化梯度（Λ Β)，但是在許多的空間區(qū)域磁化梯 度（ΛΒ)會(huì)變小，因此，一旦將鐵磁體金屬絲配置得較稀疏，就會(huì)導(dǎo)致用于對(duì)磁性粒子進(jìn)行 磁吸附的有效區(qū)域受限，且磁性粒子會(huì)穿過磁化梯度（Λ Β)較小的空間，從鐵磁體金屬絲 中通過，從而產(chǎn)生選別精度下降的問題。
[0012] 另外，為了解決這些技術(shù)問題，需要對(duì)介質(zhì)空間內(nèi)的合理的磁化梯度（ΛΒ)進(jìn)行 研究，但是，在由多孔金屬網(wǎng)或鋼絲棉等構(gòu)成的介質(zhì)中，鐵磁體金屬絲不規(guī)則地配置在介質(zhì) 內(nèi)，因此，存在無法預(yù)先通過仿真等來識(shí)別介質(zhì)空間內(nèi)的準(zhǔn)確的磁力分布的問題。
[0013] 因此，在使用以往的介質(zhì)的磁選機(jī)中，采用了使鐵磁體金屬絲處于錯(cuò)綜復(fù)雜的狀 態(tài)的介質(zhì)，并以如下方式進(jìn)行操作，即在牽連進(jìn)鐵磁體金屬絲中的非磁性粒子增多之前，頻 繁地使磁性粒子從鐵磁體金屬絲上脫離并將其回收，由此，還存在著如下技術(shù)問題，即通過 一次脫離吸附、回收操作所獲得的處理量較少，以致選別效率較低。
[0014] 另外，由于無法預(yù)先通過仿真等來識(shí)別介質(zhì)空間內(nèi)的準(zhǔn)確的磁力分布，因此，直到 實(shí)際進(jìn)行試制并經(jīng)過選別測(cè)試為止，都無法得知介質(zhì)性能的好壞，阻礙了高性能介質(zhì)的開 發(fā)。
[0015] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)
[0017] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平11-47632號(hào)公報(bào)
[0018] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2012-184282號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0020] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述各種問題，并達(dá)成如下 的目的。即，本發(fā)明的目的在于提供一種磁選機(jī)用介質(zhì)以及磁選機(jī)，其能夠高精度且高效地 對(duì)磁性粒子和非磁性粒子進(jìn)行選別，并可預(yù)先通過仿真來識(shí)別介質(zhì)空間內(nèi)的準(zhǔn)確的磁力分 布。
[0021] 目前為止的技術(shù)構(gòu)思是通過提供不規(guī)則的磁通密度分布以增大磁化梯度（Λ Β)， 從而使磁性粒子磁吸附在介質(zhì)中，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，以完 全相反的構(gòu)思，通過構(gòu)成新的介質(zhì)，得到了能夠達(dá)成上述目的的研究成果。
[0022] 即，得到了可獲得如下磁選機(jī)用介質(zhì)的研究成果，所述磁選機(jī)用介質(zhì)通過配置具 有可在介質(zhì)空間中提供較均勻的磁力分布的規(guī)則結(jié)構(gòu)的磁體壁，能夠高精度且高效地對(duì)磁 性粒子和非磁性粒子進(jìn)行選別，并可預(yù)先通過仿真來識(shí)別介質(zhì)空間內(nèi)的準(zhǔn)確的磁力分布。 [0023] 用于解決技術(shù)問題的方案
[0024] 本發(fā)明是基于所述研究成果而作出的，用于解決所述技術(shù)問題的方案如下。即，
[0025] 〈1> 一種磁選機(jī)用介質(zhì)，其特征在于，
[0026] 整體呈大致波板狀的磁體壁，以一個(gè)所述磁體壁中的波狀彎曲部的凸形和同所述 一個(gè)所述磁體壁鄰接的另一個(gè)所述磁體壁中的所述波狀彎曲部的凹形等間隔對(duì)置的狀態(tài) 并列設(shè)置，并且，所述磁體壁具有所述波狀彎曲部沿波的行進(jìn)方向連續(xù)重復(fù)而形成的規(guī)則 結(jié)構(gòu)，所述波狀彎曲部的波高h(yuǎn)小于等于1mm、且由大致倒V字形和大致倒U字形中的任意 一種形狀形成；所述各磁體壁被收容在整體呈大致箱狀的收容部?jī)?nèi)，所述收容部在對(duì)置的 面上形成有導(dǎo)入部以及排出部，所述導(dǎo)入部以及排出部能夠使包含可磁吸附在所述磁體壁 上的磁吸附物的選別對(duì)象流體向所述收容部的內(nèi)外流通。
[0027] 〈2>根據(jù)上述〈1>中所述的磁選機(jī)用介質(zhì)，
[0028] 波狀彎曲部的波高h(yuǎn)以及鄰接的所述波狀彎曲部的頂部間距離p被設(shè)定為，在施 加磁場(chǎng)時(shí)，使由以下數(shù)學(xué)式1表示的在收容部?jī)?nèi)的空間中產(chǎn)生的磁力的不均勻度N小于 1. 5，
[0029] [數(shù)學(xué)式1]
[0030] N = (Β Δ B25-B Δ B75) /Β Δ B50
[0031] 其中，在所述數(shù)學(xué)式1中，Β Λ B25表示累計(jì)面積比率為25%時(shí)的所述磁力，所述 累計(jì)面積比率是指，在并列設(shè)置的各磁體壁的所述波的寬度方向上的中間位置沿所述波的 行進(jìn)方向剖切時(shí)，在所述收容部?jī)?nèi)的空間截面中產(chǎn)生規(guī)定值以上的所述磁力的部分的累計(jì) 面積比率；Β Λ Β75表示所述累計(jì)面積比率為75%時(shí)的所述磁力；Β Λ Β50表示所述累計(jì)面 積比率為50 %時(shí)的所述磁力。
[0032] 〈3>根據(jù)上述〈1>至〈2>中的任一項(xiàng)所述的磁選機(jī)用介質(zhì)，
[0033] 在收容部中，以形成有導(dǎo)入部以及排出部的各個(gè)面作為頂面以及底面時(shí)，與磁通 方向正交配置的側(cè)面的壁材料由磁體形成，其它側(cè)面的壁材料由非磁體形成。
[0034] 〈4>根據(jù)上述〈1>至〈3>中的任一項(xiàng)所述的磁選機(jī)用介質(zhì)，
[0035] 磁體壁表面被相對(duì)磁導(dǎo)率小于等于1. 1的非磁體包覆。
[0036] 〈5>根據(jù)上述〈1>至〈4>中的任一項(xiàng)所述的磁選機(jī)用介質(zhì)，
[0037] 相對(duì)于向收容部導(dǎo)入選別對(duì)象流體的方向，以傾斜的狀態(tài)配置磁體壁。
[0038] 〈6>根據(jù)上述〈1>至〈5>中的任一項(xiàng)所述的磁選機(jī)用介質(zhì)，
[0039] 從向收容部導(dǎo)入選別對(duì)象流體的導(dǎo)入部朝著從所述收容部排出所述選別對(duì)象流 體的排出部，磁體壁的厚度增厚。
[0040] 〈7> -種磁選機(jī)，其特征在于，
[0041] 具有所述〈1>至〈6>中的任一項(xiàng)所述的磁選機(jī)用介質(zhì)。
[0042] 〈8>根據(jù)上述〈7>所述的磁選機(jī)，
[0043] 配置有顯示部，所述顯示部可根據(jù)電磁鐵的輸出信息，實(shí)時(shí)顯示預(yù)先通過磁場(chǎng)仿 真計(jì)算出的收容部?jī)?nèi)的空間中的磁力分布。
[0044] 發(fā)明效果
[0045] 根據(jù)本發(fā)明，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述