磁選機用介質以及磁選機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及基于磁分離法的磁選機用介質（Matrix)以及具有所述磁選機用介質 的磁選機。
【背景技術】
[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中，從而使金屬絲附近產生較大磁化梯度，此后，在美 國作為高梯度磁選機而發展了該磁分離法，目前，很多磁選機廠家正在銷售利用了相同原 理的磁選機。
[0003] 例如，作為所述磁選機而廣泛采用瓊斯（Jones)型濕式高梯度磁選機。圖1 (a)、圖 1 (b)是用于說明瓊斯型濕式高梯度磁選機的概要的說明圖。
[0004] 如圖1(a)所示，磁選機100以如下部件作為主要部件而構成：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構成；選別對象流體導入流路101b， 經由開關閥l〇la與磁選流路50c的一端側相連，可向磁選流路50c導入選別對象流體；非 磁吸附物排出流路103b，經由開關閥103a與磁選流路50c的另一端側相連，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上的狀態的所述選別對象流 體；輸送流體導入流路l〇4b，經由開關閥104a與磁選流路50c的所述另一端側相連，可向 磁選流路50c導入輸送流體（例如水），所述輸送流體能夠輸送處于已從磁性過濾器50b 上脫離的狀態的所述磁吸附物；以及磁吸附物排出流路105b，經由開關閥105a與磁選流路 50c的所述一端側相連，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 磁吸附物的狀態的所述輸送流體。
[0005] 在磁選機100中，通過下面的工序，從所述選別對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，對于處在電磁鐵50a被勵磁的狀態的磁選流路 50c，僅打開磁選流路50c的所述一端側的開關閥中的開關閥101a，將通過栗101d從所述選 別對象流體的貯存部l〇lc導入選別對象流體導入流路l〇lb中的所述選別對象流體導入磁 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 所述另一端側的開關閥中的開關閥l〇3a，將處于所述磁吸附物已被磁吸附的狀態的所述選 別對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（非 磁吸附物選別工序）。
[0007] 接下來，如圖1 (b)中的箭頭所示，對于處在電磁鐵50a的勵磁被解除的狀態的磁 選流路50c，僅打開磁選流路50c的所述另一端側的開關閥中的開關閥104a，將所述輸送流 體從輸送流體導入流路l〇4b導入磁選流路50c，并且僅打開磁選流路50c的所述一端側的 開關閥中的開關閥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（磁吸附物選別工序）。
[0008] 在磁選機中使用的磁性過濾器被稱為介質，已知由多孔金屬網、鋼絲棉或鐵球等 構成的介質（參照專利文獻1)。尤其是由多孔金屬網、鋼絲棉構成的介質會在局部產生較 大的磁化梯度（Λ B)，因此，被廣泛用于通過強磁力可靠地對磁吸附物進行磁吸附的目的。
[0009] 另外，本申請人先發明并申請了如下技術，即通過高梯度磁選機，利用磁力從熒光 體混合物中按照顏色選別出紅、藍、綠色的熒光體（參照專利文獻2)。
[0010] 但是，由多孔金屬網或鋼絲棉等構成的介質存在如下技術問題，即由于構成多孔 金屬網或鋼絲棉等的鐵磁體金屬絲是以錯綜復雜的狀態配置的，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構中，導致選別精度下降。尤其是在局部產生較大的磁化梯度 (Λ Β)的位置，先被磁吸附的磁性粒子會妨礙后續的非磁性粒子通過，因此，造成流路阻 塞，并會牽連進更多的非磁性粒子。
[0011] 為了解決這樣的技術問題，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生較大的磁化梯度（Λ Β)，但是在許多的空間區域磁化梯 度（ΛΒ)會變小，因此，一旦將鐵磁體金屬絲配置得較稀疏，就會導致用于對磁性粒子進行 磁吸附的有效區域受限，且磁性粒子會穿過磁化梯度（Λ Β)較小的空間，從鐵磁體金屬絲 中通過，從而產生選別精度下降的問題。
[0012] 另外，為了解決這些技術問題，需要對介質空間內的合理的磁化梯度（ΛΒ)進行 研究，但是，在由多孔金屬網或鋼絲棉等構成的介質中，鐵磁體金屬絲不規則地配置在介質 內，因此，存在無法預先通過仿真等來識別介質空間內的準確的磁力分布的問題。
[0013] 因此，在使用以往的介質的磁選機中，采用了使鐵磁體金屬絲處于錯綜復雜的狀 態的介質，并以如下方式進行操作，即在牽連進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，由于無法預先通過仿真等來識別介質空間內的準確的磁力分布，因此，直到 實際進行試制并經過選別測試為止，都無法得知介質性能的好壞，阻礙了高性能介質的開 發。
[0015] 在先技術文獻
[0016] 專利文獻
[0017] 專利文獻1 :日本特開平11-47632號公報
[0018] 專利文獻2 :日本特開2012-184282號公報
【發明內容】
[0019] 發明所要解決的技術問題
[0020] 本發明所要解決的技術問題在于，解決現有技術中的上述各種問題，并達成如下 的目的。即，本發明的目的在于提供一種磁選機用介質以及磁選機，其能夠高精度且高效地 對磁性粒子和非磁性粒子進行選別，并可預先通過仿真來識別介質空間內的準確的磁力分 布。
[0021] 目前為止的技術構思是通過提供不規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中，為了解決上述技術問題，本發明人進行了深入研究，以完 全相反的構思，通過構成新的介質，得到了能夠達成上述目的的研究成果。
[0022] 即，得到了可獲得如下磁選機用介質的研究成果，所述磁選機用介質通過配置具 有可在介質空間中提供較均勻的磁力分布的規則結構的磁體壁，能夠高精度且高效地對磁 性粒子和非磁性粒子進行選別，并可預先通過仿真來識別介質空間內的準確的磁力分布。 [0023] 用于解決技術問題的方案
[0024] 本發明是基于所述研究成果而作出的，用于解決所述技術問題的方案如下。即，
[0025] 〈1> 一種磁選機用介質，其特征在于，
[0026] 整體呈大致波板狀的磁體壁，以一個所述磁體壁中的波狀彎曲部的凸形和同所述 一個所述磁體壁鄰接的另一個所述磁體壁中的所述波狀彎曲部的凹形等間隔對置的狀態 并列設置，并且，所述磁體壁具有所述波狀彎曲部沿波的行進方向連續重復而形成的規則 結構，所述波狀彎曲部的波高h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內，所述收容部在對置的 面上形成有導入部以及排出部，所述導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象流體向所述收容部的內外流通。
[0027] 〈2>根據上述〈1>中所述的磁選機用介質，
[0028] 波狀彎曲部的波高h以及鄰接的所述波狀彎曲部的頂部間距離p被設定為，在施 加磁場時，使由以下數學式1表示的在收容部內的空間中產生的磁力的不均勻度N小于 1. 5，
[0029] [數學式1]
[0030] N = (Β Δ B25-B Δ B75) /Β Δ B50
[0031] 其中，在所述數學式1中，Β Λ B25表示累計面積比率為25%時的所述磁力，所述 累計面積比率是指，在并列設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 行進方向剖切時，在所述收容部內的空間截面中產生規定值以上的所述磁力的部分的累計 面積比率；Β Λ Β75表示所述累計面積比率為75%時的所述磁力；Β Λ Β50表示所述累計面 積比率為50 %時的所述磁力。
[0032] 〈3>根據上述〈1>至〈2>中的任一項所述的磁選機用介質，
[0033] 在收容部中，以形成有導入部以及排出部的各個面作為頂面以及底面時，與磁通 方向正交配置的側面的壁材料由磁體形成，其它側面的壁材料由非磁體形成。
[0034] 〈4>根據上述〈1>至〈3>中的任一項所述的磁選機用介質，
[0035] 磁體壁表面被相對磁導率小于等于1. 1的非磁體包覆。
[0036] 〈5>根據上述〈1>至〈4>中的任一項所述的磁選機用介質，
[0037] 相對于向收容部導入選別對象流體的方向，以傾斜的狀態配置磁體壁。
[0038] 〈6>根據上述〈1>至〈5>中的任一項所述的磁選機用介質，
[0039] 從向收容部導入選別對象流體的導入部朝著從所述收容部排出所述選別對象流 體的排出部，磁體壁的厚度增厚。
[0040] 〈7> -種磁選機，其特征在于，
[0041] 具有所述〈1>至〈6>中的任一項所述的磁選機用介質。
[0042] 〈8>根據上述〈7>所述的磁選機，
[0043] 配置有顯示部，所述顯示部可根據電磁鐵的輸出信息，實時顯示預先通過磁場仿 真計算出的收容部內的空間中的磁力分布。
[0044] 發明效果
[0045] 根據本發明，能夠解決現有技術中的上述