特許 6231240 磁気分離装置及び磁気分離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6231240

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】磁気分離装置及び磁気分離方法

(51)【国際特許分類】

   B03C 1/28 20060101AFI20171106BHJP

   B03C 1/00 20060101ALI20171106BHJP

   B03C 1/02 20060101ALI20171106BHJP

   C02F 9/12 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   B03C1/28

   B03C1/28 103

   B03C1/00 A

   B03C1/02 Z

   C02F9/12

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-100944(P2017-100944)

(22)【出願日】2017年5月22日

【審査請求日】2017年7月5日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】508237801

【氏名又は名称】株式会社ＭＳエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100120341

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 圭二郎

(72)【発明者】

【氏名】石神 大輔

(72)【発明者】

【氏名】仁木 丈文

(72)【発明者】

【氏名】野田 泰廣

(72)【発明者】

【氏名】福西 達男

【審査官】 池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４５９７８６２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭５１−０１５２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５６２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８９８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０３９８２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−０５６４８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０３Ｃ １／００

Ｂ０３Ｃ １／２８

Ｂ６５Ｇ １５／００−１５／２８

Ｂ６５Ｇ １５／３０−１５／５８

Ｂ６５Ｇ １５／６０−１５／６４

Ｃ０２Ｆ ９／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボア（３ａ）を有する超伝導磁石（３）と、この超伝導磁石（３）のボア（３ａ）内に貫通配置されていて磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる流動管（４）と、この流動管（４）内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ（５）と、この磁気フィルタ（５）を流動管（４）内外に移動させるフィルタ移動機構（６）とを備えた磁気分離装置であって、
前記フィルタ移動機構（６）は、磁気フィルタ（５）を間隔をおいて装着しかつ流動管（４）の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体（７）と、流動管（４）内において磁気フィルタ（５）を泥水流動方向に対面する姿勢に保持する姿勢保持手段（８）とを有しており、
前記磁気フィルタ（５）は、水貫通流動可能な多孔の磁性フィルタ材（１１）と、隣接する磁性フィルタ材（１１）との間隔を確保する間隔保持部材（１２）とを有していることを特徴とする磁気分離装置。

【請求項2】

ボア（３ａ）を有する超伝導磁石（３）と、この超伝導磁石（３）のボア（３ａ）内に貫通配置されていて磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる流動管（４）と、この流動管（４）内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ（５）と、この磁気フィルタ（５）を流動管（４）内外に移動させるフィルタ移動機構（６）とを備えた磁気分離装置であって、
前記フィルタ移動機構（６）は、磁気フィルタ（５）を間隔をおいて装着しかつ流動管（４）の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体（７）と、流動管（４）内において磁気フィルタ（５）を泥水流動方向に対面する姿勢に保持する姿勢保持手段（８）とを有しており、
前記姿勢保持手段（８）は索条体（７）の上面を流動管（４）の管内上部に倣わせる案内部材（８ａ）を有しており、磁気フィルタ（５）は流動管（４）内で管軸心と略直交する姿勢で索条体（７）から吊り下げられていることを特徴とする磁気分離装置。

【請求項3】

前記磁気フィルタ（５）は、水貫通流動可能な多孔の磁性フィルタ材（１１）と、隣接する磁性フィルタ材（１１）との間隔を確保する間隔保持部材（１２）とを有していることを特徴とする請求項２に記載の磁気分離装置。

【請求項4】

前記フィルタ移動機構（６）は、索条体（７）が磁気フィルタ（５）をリンク（１３ａ）に取り付けたチェーン（１３）で形成され、索条体（７）を流動管（４）内の下流から上流に案内する下流スプロケット（１４）及び上流スプロケット（１５）と、上流スプロケット（１５）から流動管（４）外上方へ移動しかつ下流スプロケット（１４）へ案内する駆動スプロケット（１６）とを有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気分離装置。

【請求項5】

前記流動管（４）の上流側の外上方に、流動管（４）内を通って外上方へ移動してくる磁気フィルタ（５）から被分離物質を吸着した磁性担材を回収する回収機構（１８）を設けていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気分離装置。

【請求項6】

前記回収機構（１８）は、磁気フィルタ（５）にエアー及び／又は水を噴出して被分離物質を吸着した磁性担材を剥離させる流体噴射手段を有することを特徴とする請求項５に記載の磁気分離装置。

【請求項7】

超伝導磁石（３）のボア（３ａ）内に貫通配置された流動管（４）内に磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる泥水流動工程と、
流動管（４）内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ（５）を泥水下流側から上流側へ移動させるフィルタ移動工程とを備えており、
前記フィルタ移動工程は、流動管（４）の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体（７）に定間隔に装着された磁気フィルタ（５）を多数枚同時に等速移動しており、
前記磁気フィルタ（５）は、索条体（７）から吊り下げられかつ水貫通流動可能な多孔の磁性フィルタ材（１１）に間隔保持部材（１２）を設けて隣接する磁性フィルタ材（１１）との間隔を確保しながら移動することを特徴とする磁気分離方法。

【請求項8】

超伝導磁石（３）のボア（３ａ）内に貫通配置された流動管（４）内に磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる泥水流動工程と、
流動管（４）内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ（５）を泥水下流側から上流側へ移動させるフィルタ移動工程とを備えており、
前記フィルタ移動工程は、流動管（４）の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体（７）に定間隔に装着された磁気フィルタ（５）を多数枚同時に等速移動しており、
前記索条体（７）は磁気フィルタ（５）を吊り下げていてその上面が流動管（４）の管内上部に設けた案内部材（８ａ）に倣って移動しており、
前記流動管（４）内を通って外上方へ移動してくる磁気フィルタ（５）にエアー及び／又は水を噴射して、磁気フィルタ（５）から被分離物質を吸着した磁性担材を剥離しかつ回収する回収工程を備えていることを特徴とする磁気分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、泥水処理、排水処理等に使用可能な磁気分離装置及び磁気分離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

泥水処理や排水処理で処理能力の大容量化のため、有害物質を吸着する鉄粉と外磁場を使った磁気分離装置が、特許文献１に開示されているように、重金属を含有する汚染土壌を浄化する重金属汚染土壌の処理システムとして利用されている。
特許文献１に開示された重金属汚染土壌の処理システムは、重金属を含有する汚染土壌に水を混合し、汚染土壌と水とを含むスラリーを生成するスラリー生成装置と、スラリー生成装置によって生成されたスラリーに鉄を含有する鉄含有粒子を混合して、重金属を鉄含有粒子に付着させる混合装置と、混合装置によってスラリーに混合された鉄含有粒子をスラリーから磁気により分離して回収する磁気分離装置と、磁気分離装置によって回収された鉄含有粒子を、再度スラリーに混合するために混合装置に返送する返送路と、を備えている（請求項１）。

【0003】

前記磁気分離装置は、搬送されてくるスラリーを貯溜可能でありかつ鉛直方向に長く循環するベルトを配置した本体部と、この本体部の外面に当接して配置されていて磁界（外磁場）を発生させる磁界発生部とを備えている。磁界発生部から発生される磁界は、本体部の下側では強く、上側になるにつれて弱くなるように設定されており、本体部は上下中途部にスラリーの流入口が形成され、下部に排出口が形成されている。磁界によってベルトに吸着されて上昇してくる鉄粉を、本体部の上部に設けた鉄粉回収口で吸引回収するように構成されている。

【0004】

また、工場廃水、地下廃水等の廃水の処理に、被分離物質に磁性を付与して磁力で水から分離させる磁気分離装置が、特許文献２に開示されているように、廃水処理システムとして利用されている。
特許文献２に開示された廃水処理システムは、廃水中に含まれる被分離物質に磁性を付与する磁性付与手段と、磁性の付与された被分離物質をソレノイド型超伝導磁石が発生する磁場で捕獲することにより被分離物質を廃水から分離する超伝導磁気分離手段とを備え、前記超伝導磁気分離手段が、単位磁気フィルタを着脱自在に積層して構成した積層磁気フィルタを超伝導磁石のボア内に備え、この積層磁気フィルタの長さが少なくとも超伝導磁石の長手方向の長さ以上ある廃水処理システムにおいて、超伝導磁石の励磁中に前記積層磁気フィルタの下流側（清浄水側）に単位磁気フィルタを押し込むことにより上流側（汚水側）から単位磁気フィルタを取り出し、洗浄した後に再度下流側に戻すよう構成された移送・洗浄手段をさらに備えている（請求項１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−５６４８２号公報

【特許文献2】特許４５９７８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前記前者従来技術は、重金属を含有するスラリーを連続処理できる一方で、超伝導磁石の最も磁場の強いボア内ではなく、そこより磁場の弱い外側で磁化するベルトに磁性体を回収する方法であるため、鉄粉などの強磁性体を回収するのに適しているが、鉄粉よりも弱磁性体である有害物質を吸着する機能性材料を使用する場合には、処理量が多い場合に回収ロスが生じるという問題があった。

【0007】

また、前記後者従来技術は、単位磁気フィルタを着脱自在に積層して構成した積層磁気フィルタに対して、下流側から清浄な単位磁気フィルタを押し込むことにより上流側の単位磁気フィルタを順次取り出して洗浄し、洗浄した後に下流側に戻すことができ、連続した磁気分離及び被分離物質の回収が可能であるが、単位磁気フィルタの移動は、超伝導磁石のボア内では単位磁気フィルタ自体の押動であり、ボア内外の移動は、ボア内の積層磁気フィルタから分離する方向の単位磁気フィルタ１枚ずつの押し込み・戻し動作であるため、作業効率を高めることが困難になっている。

【0008】

本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした磁気分離装置及び磁気分離方法を提供することを目的とする。
本発明は、多数枚の磁気フィルタを環状の索条体に装着してエンドレス状に移動させることにより、磁気分離作業効率を向上できるようにした磁気分離装置を提供することを目的とする。

【0009】

本発明は、超伝導磁石のボア内外で多数枚の磁気フィルタを環状の索条体に装着して多数枚同時に等速移動させることにより、強磁場内で円滑にかつ高効率の磁気分離ができるようにした磁気分離方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
磁気分離装置は第１に、ボア３ａを有する超伝導磁石３と、この超伝導磁石３のボア３ａ内に貫通配置されていて磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる流動管４と、この流動管４内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ５と、この磁気フィルタ５を流動管４内外に移動させるフィルタ移動機構６とを備えた磁気分離装置であって、
前記フィルタ移動機構６は、磁気フィルタ５を間隔をおいて装着しかつ流動管４の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体７と、流動管４内において磁気フィルタ５を泥水流動方向に対面する姿勢に保持する姿勢保持手段８とを有しており、
前記磁気フィルタ５は、水貫通流動可能な多孔の磁性フィルタ材１１と、隣接する磁性フィルタ材１１との間隔を確保する間隔保持部材１２とを有していることを特徴とする。

【0011】

磁気分離装置は第２に、ボア３ａを有する超伝導磁石３と、この超伝導磁石３のボア３ａ内に貫通配置されていて磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる流動管４と、この流動管４内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ５と、この磁気フィルタ５を流動管４内外に移動させるフィルタ移動機構６とを備えた磁気分離装置であって、
前記フィルタ移動機構６は、磁気フィルタ５を間隔をおいて装着しかつ流動管４の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体７と、流動管４内において磁気フィルタ５を泥水流動方向に対面する姿勢に保持する姿勢保持手段８とを有しており、
前記姿勢保持手段８は索条体７の上面を流動管４の管内上部に倣わせる案内部材８ａを有しており、磁気フィルタ５は流動管４内で管軸心と略直交する姿勢で索条体７から吊り下げられていることを特徴とする。

【0012】

磁気分離装置は第３に、前記磁気フィルタ５は、水貫通流動可能な多孔の磁性フィルタ材１１と、隣接する磁性フィルタ材１１との間隔を確保する間隔保持部材１２とを有していることを特徴とする。
磁気分離装置は第４に、前記フィルタ移動機構６は、索条体７が磁気フィルタ５をリンク１３ａに取り付けたチェーン１３で形成され、索条体７を流動管４内の下流から上流に案内する下流スプロケット１４及び上流スプロケット１５と、上流スプロケット１５から流動管４外上方へ移動しかつ下流スプロケット１４へ案内する駆動スプロケット１６とを有していることを特徴とする。

【0013】

磁気分離装置は第５に、前記流動管４の上流側の外上方に、流動管４内を通って外上方へ移動してくる磁気フィルタ５から被分離物質を吸着した磁性担材を回収する回収機構１８を設けていることを特徴とする。
磁気分離装置は第６に、前記回収機構１８は、磁気フィルタ５にエアー及び／又は水を噴出して被分離物質を吸着した磁性担材を剥離させる流体噴射手段を有することを特徴とする。

【0014】

磁気分離方法は第１に、超伝導磁石３のボア３ａ内に貫通配置された流動管４内に磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる泥水流動工程と、
流動管４内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ５を泥水下流側から上流側へ移動させるフィルタ移動工程とを備えており、
前記フィルタ移動工程は、流動管４の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体７に定間隔に装着された磁気フィルタ５を多数枚同時に等速移動しており、
前記磁気フィルタ５は、索条体７から吊り下げられかつ水貫通流動可能な多孔の磁性フィルタ材１１に間隔保持部材１２を設けて隣接する磁性フィルタ材１１との間隔を確保しながら移動することを特徴とする。

【0015】

磁気分離方法は第２に、超伝導磁石３のボア３ａ内に貫通配置された流動管４内に磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる泥水流動工程と、
流動管４内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ５を泥水下流側から上流側へ移動させるフィルタ移動工程とを備えており、
前記フィルタ移動工程は、流動管４の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体７に定間隔に装着された磁気フィルタ５を多数枚同時に等速移動しており、
前記索条体７は磁気フィルタ５を吊り下げていてその上面が流動管４の管内上部に設けた案内部材８ａに倣って移動しており、
前記流動管４内を通って外上方へ移動してくる磁気フィルタ５にエアー及び／又は水を噴射して、磁気フィルタ５から被分離物質を吸着した磁性担材を剥離しかつ回収する回収工程を備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、磁気フィルタの移動を円滑にして、磁気分離作業効率を向上できる。
即ち、請求項１に係る発明は、フィルタ移動機構６は、磁気フィルタ５を間隔をおいて装着しかつ流動管４の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体７と、流動管４内において磁気フィルタ５を泥水流動方向に対面する姿勢に保持する姿勢保持手段８とを有するので、多数枚の磁気フィルタ５を環状の索条体７に装着してエンドレス状に移動させることができ、磁気分離作業効率を向上でき、かつ、磁気フィルタ５は、水貫通流動可能な多孔の磁性フィルタ材１１と、隣接する磁性フィルタ材１１との間隔を確保する間隔保持部材１２とを有しているので、流動管４の内で隣接間隔及び吊り下がり姿勢を適正に維持できる。

【0017】

請求項２に係る発明は、多数枚の磁気フィルタ５を環状の索条体７に装着してエンドレス状に移動させることができ、磁気分離作業効率を向上でき、かつ、索条体７は上面が案内部材８ａによって流動管４の管内上部に倣わされ、磁気フィルタ５は流動管４内で索条体７から吊り下げられているので、磁気フィルタ５は流動管４と摺接することなく流動管４内で管軸心と略直交する適正姿勢のまま移動できる。

【0018】

請求項３に係る発明は、磁気フィルタ５は、水貫通流動可能な多孔の磁性フィルタ材１１と、隣接する磁性フィルタ材１１との間隔を確保する間隔保持部材１２とを有しているので、流動管４の内で隣接間隔及び吊り下がり姿勢を適正に維持できる。
請求項４に係る発明は、フィルタ移動機構６は、索条体７が磁気フィルタ５をリンク１３ａに取り付けたチェーン１３で形成され、下流スプロケット１４、上流スプロケット１５及び駆動スプロケット１６で移動案内されるので、多数枚の磁気フィルタ５を間隔一定のまま確実かつ円滑に移動できる。

【0019】

請求項５に係る発明は、流動管４の上流側の外上方に、流動管４内を通って外上方へ移動してくる磁気フィルタ５から被分離物質を吸着した磁性担材を回収する回収機構１８を設けているので、流動管４外に出た磁気フィルタ５から被分離物質を速やかに離脱させることができる。
請求項６に係る発明は、回収機構１８は、磁気フィルタ５にエアー及び／又は水を噴出して被分離物質を吸着した磁性担材を剥離させる流体噴射手段を有するので、エアー及び／又は水の噴出で磁気フィルタ５から被分離物質を剥離させることができる。

【0020】

請求項７に係る発明は、超伝導磁石３のボア３ａ内外で多数枚の磁気フィルタ５を環状の索条体に装着して多数枚同時に等速移動させ、かつ、磁気フィルタ５の磁性フィルタ材１１に間隔保持部材１２を設けて隣接する磁性フィルタ材１１との間隔を確保しながら移動させることにより、強磁場内で円滑にかつ高効率の磁気分離ができる。
請求項８に係る発明は、超伝導磁石３のボア３ａ内外で多数枚の磁気フィルタ５を環状の索条体に装着して多数枚同時に等速移動させ、かつ、磁気フィルタ５を吊り下げていている索条体７の上面を流動管４の管内上部に設けた案内部材８ａに倣って移動することにより、強磁場内で円滑にかつ高効率の磁気分離ができ、かつ、流動管４内を通って外上方へ移動してくる磁気フィルタ５からエアー及び／又は水の噴出で被分離物質を吸着した磁性担材を確実に剥離して回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態を示す磁気分離装置の概略正面図である。

【図2】磁気分離装置を備えた泥水処理システムの概略正面図である。

【図3】図２のＸ−Ｘ線断面図である。

【図4】第１例の磁気フィルタの正面図である。

【図5】第１例の磁気フィルタの側面図である。

【図6】第２例の磁気フィルタの正面図である。

【図7】第２例の磁気フィルタの側面図である。

【図8】第３例の磁気フィルタの正面図である。

【図9】第３例の磁気フィルタの側面図である。

【図10】第４例の磁気フィルタの正面図である。

【図11】第４例の磁気フィルタの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２において、泥水処理システム３０の全体を示しており、泥水処理システム３０は、超伝導磁石３を有していて、磁気フィルタ５を循環して泥水から被分離物質を取り出す磁気分離装置１と、泥水中の被分離物質に磁性を付与するための吸着材を混入して磁気分離装置１へ供給する吸着材混入装置３１と、磁気分離装置１で循環する磁気フィルタ５から被分離物質を分離して回収する回収処理装置３２とを備えている。

【0023】

磁気分離装置１を支持する支持枠３４上に超伝導磁石３が設置されており、超伝導磁石３には冷凍機３５及び永久電流スイッチ等が装備されている。
前記泥水処理システム３０で処理する泥水とは、例えば、シールドトンネル工事等の地盤掘削時に発生する土と水の混合物である泥水、汚染土壌に水を混合したスラリー、工場廃水、地下廃水等の廃水又は排水と呼称されるものである。

【0024】

また、被分離物質に磁性を付与するための吸着材は機能性磁性担体であり、吸着材混入装置３１で混入される機能性磁性担体としては、磁性吸着剤（物理的）、磁性反応剤（化学的）及び磁性凝集剤等がある。例えば、磁性吸着剤（物理的）としては、有機物、フッ素、セシウム等の無機物も含めて多用途に磁性活性炭、無機物用に磁性ゼオライト、セシウム用にプルシアンブルー担持磁性剤等が用いられ、磁性反応剤（化学的）としては、砒素、鉛等重金属用に機能性鉄粉、重金属用に磁性キレート担体、タンパク酵素用に磁性ビーズ（磁気ビーズ）、フッ素用に磁性アパタイト、マイナスイオン有機物用に磁性水酸化鉄等が用いられ、磁性凝集剤はＳＳ等微細浮遊物に適用されている。

【0025】

これらの機能性磁性担体は、対象物質が含まれている泥水に分離処理前に混入・撹拌して、被分離物質を含浸・吸着して、被分離物質に磁性を与える。泥水に含まれる分離対象の物質は、機能性磁性担体の吸着材に吸着されて磁性のある被分離物質となる。
図１〜３において、前記磁気分離装置１は大別して、ボア３ａを有する超伝導磁石３と、この超伝導磁石３のボア３ａ内に貫通配置されていて磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる流動管４と、この流動管４内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ５と、この磁気フィルタ５を流動管４内外に移動させるフィルタ移動機構６と、磁気フィルタ５から吸着被分離物質を離脱させる回収機構１８とを備えている。

【0026】

超伝導磁石３は永久電流が流動可能な超伝導コイルを円筒形状に巻いていて、その内部が円形のボア３ａになっており、流動管４はボア３ａの全長より長い管材で形成され、ボア３ａと略同心に配置されている。図１中の符号ＣＬは超伝導磁石３の磁場中心を示しており、例えば、直径３０ｃｍのボア３ａで磁場強度が２万ガウスとなっている。
前記流動管４は、中央部が略水平な断面略円筒形でかつ軸心が略水平に配置されており、この中央部の上流側に上部が開放された泥水受入部４Ａが接続され、下流側に上部に排出口を有する泥水排出部４Ｂが接続されている。

【0027】

吸着材混入装置３１通過後の泥水は、泥水受入部４Ａから受け入れられて、流動管４の中央部の内部を通って泥水排出部４Ｂへ至り、泥水排出部４Ｂから水槽３８へ排出される（図１、２に泥水流動方向を羽根付き矢印で示す。）。
図１〜５において、前記フィルタ移動機構６は、磁気フィルタ５を間隔をおいて装着しかつ流動管４の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体７と、流動管４内において磁気フィルタ５を泥水流動方向に対面する姿勢に保持する姿勢保持手段８とを有する。

【0028】

索条体７は左右一対のリンク１３ａをピン１３ｂで連結し、そのピン１３ｂに移動方向前後の左右一対のリンク１３ａを連鎖的に連結したチェーン１３で形成されており、ピン１３ｂには左右リンク１３ａ間にコロ２１が嵌装されており、このコロ２１が流動管４の内面上部に当接している。前記コロ２１の外周面がチェーン１３（索条体７）の上面を形成する。

【0029】

前記姿勢保持手段８はチェーン１３の上面を流動管４の管内上部に倣わせる案内部材８ａを有している。この案内部材８ａとしては、流動管４の管内面上部に下面が平坦なレールを別途設けて構成しても良いが、図１〜５においては、流動管４の内面上部の断面円弧面自体とチェーン１３のコロ２１とが案内部材８ａとなっており、コロ２１が流動管４の内面上部を転動することにより、チェーン１３の上面は流動管４の内面上部に近接して倣い移動する。

【0030】

流動管４内では磁気フィルタ５が磁気を帯び、強磁性体で形成されたチェーン１３も磁気を帯びることにより、流動管４の内面上部側に吸引されるので、この磁気作用もチェーン１３の上面を流動管４の管内上部に倣わせる姿勢保持手段８となる。
チェーン１３が流動管４の内面上部に倣い、各リンク１３ａの前後に位置するコロ２１が案内部材８ａに当接することにより、リンク１３ａが流動管４の軸心と平行な姿勢が保持され、磁気フィルタ５は流動管４内で流動管４の軸心に対して傾くことなく略直交した状態で、かつ索条体７のチェーン１３から吊り下げられた状態で移動できる。

【0031】

前記リンク１３ａには左右外側方に突出する取り付け部１３ｃが一体成形されており、左右一対のリンク１３ａの取り付け部１３ｃに磁気フィルタ５の外周部が固定されている。
磁気フィルタ５は、水貫通流動可能な多孔形状で磁気高勾配を発生する磁性フィルタ材１１と、磁性フィルタ材１１の表面及び／又は裏面に装着されていて隣接する磁性フィルタ材１１との間隔を確保する間隔保持部材１２とを有している。

【0032】

磁性フィルタ材１１は、流動管４の水流れ方向から見た正面視が略円形状であって、その外周は流動管４の内周より小径であり、流動管４内を接触することなく、また泥水の流動を阻害することなく移動できる多孔形状である。
図１〜５は磁気フィルタ５の第１例を示しており、磁性フィルタ材１１は熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）又はバネ鋼の薄帯板に穿孔及び縁部の凹凸を形成し、これを正面視略円形に近いＣ形状に湾曲し、この湾曲の曲率の異なるものを複数枚用意し、その複数枚のＣ型帯板を重ねて端部同士を左右リンク１３ａの取り付け部１３ｃにボルト１３ｄで締結している。

【0033】

前記磁気フィルタ５は複数枚のＣ型帯板の間が水貫通流動可能な孔であり、各Ｃ型帯板の孔周縁及び縁部の凹凸が磁気高勾配部位となる。
間隔保持部材１２は、水流れ方向水平状の平板部１２ａから下流側がＬ字状に折曲された板材で形成されており、Ｌ字状折曲部１２ｂが磁性フィルタ材１１の正面に固定され、平板部１２ａの先行側はスリット１２ｃを形成していて、上流側の磁性フィルタ材１１に係合してオーバラップ配置可能にしている。

【0034】

取り付け部１３ｃは移動方向１つ置きに位置する左右外側のリンク１３ａに形成されており、従って、磁気フィルタ５はチェーン１３の１つ置きのリンク１３ａに装着されている。
１つ置きのリンク１３ａに外周上部（図４、５に示す上部）が取り付けられた磁性フィルタ材１１は、上下中途部に設けた間隔保持部材１２が上流側の磁性フィルタ材１１に係合して近づくのを阻止することになり、多数の磁気フィルタ５は流動管４内で常に平行であることが維持される。間隔保持部材１２はスリット１２ｃによって磁性フィルタ材１１同士が平行状態から離れることは許容でき、チェーン１３がスプロケットの廻りを回るとき、隣接する磁性フィルタ材１１が扇形状に開くのを可能にいている。

【0035】

間隔保持部材１２によって磁性フィルタ材１１の間隔を適正に維持することは、流動管４内での磁気フィルタ５を管軸心と略直交する姿勢に保持する姿勢保持手段８の機能も兼ねる。
前記フィルタ移動機構６は正面視略四角形であって、流動管４内を通る作業経路６Ａと、作業経路６Ａの上流側で上向きの立ち上がり経路６Ｂと、立ち上がり経路６Ｂの上端から後方へ至る上水平経路６Ｃと、上水平経路６Ｃの後端から下降して作業経路６Ａの下流側に繋がる戻り経路６Ｄとを有していて、索条体７は正面視略四角形の無端環状になっている。前記作業経路６Ａ、立ち上がり経路６Ｂ、上水平経路６Ｃ及び戻り経路６Ｄは管材で経路が形成されている。

【0036】

フィルタ移動機構６は索条体７を案内するために、作業経路６Ａの前後で流動管４内の下流から上流に案内する下流スプロケット１４及び上流スプロケット１５と、立ち上がり経路６Ｂの上下で上流スプロケット１５から流動管４外上方へ移動しかつ下流スプロケット１４側へ案内する駆動スプロケット１６と、上水平経路６Ｃと戻り経路６Ｄとの間でテンション調整ができるテンションスプロケット１７とを有している。

【0037】

作業経路６Ａの流動管４の上流側には泥水受入部４Ａが設けられ、この泥水受入部４Ａは上部が開放されており、機能性磁性担体を混入して被分離物質に磁性を付与した泥水を吸着材混入装置３１から流入可能になっている。作業経路６Ａの流動管４の下流側には泥水排出部４Ｂが設けられ、この泥水排出部４Ｂの上側部は泥水口が形成され、被分離物質分離後の泥水を水槽３８へ排出可能になっている。

【0038】

前記立ち上がり経路６Ｂは流動管４内を通った磁気フィルタ５が流動管４の上流側で外上方に移動して来る部位であり、この立ち上がり経路６Ｂには、磁気フィルタ５から被分離物質を吸着した磁性担材を回収する回収機構１８が設けられている。
回収機構１８は、磁気フィルタ５にエアーを噴出して吸着被分離物質を剥離させるエアー噴射手段１９と、このエアー噴射手段１９の上位側で磁気フィルタ５に水を噴出して吸着被分離物質を剥離させる水洗手段２０とを有している。

【0039】

水洗手段２０は、立ち上がり経路６Ｂ内で略水平姿勢で上昇してくる磁気フィルタ５に対して、複数本のノズル２０ａで斜め上方から高圧水を吹きつけ、磁性フィルタ材１１、間隔保持部材１２及びチェーン１３に吸着されている被分離物質を剥離して落下させる。
エアー噴射手段１９は、立ち上がり経路６Ｂを挟んでエアーを噴出するブロア部２２と、噴射されたエアーを受け取る回収部２３とを有している。ブロア部２２はエアーを磁気フィルタ５に直接吹き付けるだけでなく、上方の水洗手段２０で剥離された被分離物質を含む水も回収部２３側に向けて吹き流すことができる。

【0040】

前記ブロア部２２及び回収部２３は外部の回収処理装置３２に接続されている。この回収処理装置３２は気液分離器３６とこの気液分離器３６内からエアーを吸引するブロア装置３７とを有しており、回収部２３は気液分離器３６の被分離物質吸入路３６ａに接続され、ブロア部２２はブロア装置３７の排出路３７ａに接続されている。
エアー噴射手段１９のブロア部２２から噴出されるエアーによって磁気フィルタ５から被分離物質が剥離され、その剥離された被分離物質及び上方の水洗手段２０で洗浄された被分離物質は、水及びエアーと共に気液分離器３６に送られ、気液分離器３６でエアーと分離され、吸着材と分離する装置へ送られる。また、気液分離器３６通過後のエアーは、ブロア装置３７によってブロア部２２へ送られて再利用される。

【0041】

前記上水平経路６Ｃの管材６Ｃａの下部にはドレン６Ｃｂが接続されており、回収機構１８通過後の磁気フィルタ５から滴り落ちる水を回収できるようにしている。この管材６Ｃａの上部に水シャワー噴出手段を設けて、この上水平経路６Ｃでも前記水洗手段２０と同様に、磁気フィルタ５を水洗いして被分離物質を剥離させる回収機構１８を構成してもよい。

【0042】

前記回収機構１８は、立ち上がり経路６Ｂのエアー噴射手段１９及び水洗手段２０、上水平経路６Ｃの水シャワー噴出手段は、エアー及び／又は水を噴出して被分離物質を吸着した磁性担材を剥離させる流体噴射手段であり、少なくともひとつ備えておればよく、また、磁気フィルタ５で捕獲した被分離物質及び吸着材を回収する回収処理装置３２の構成の一部にもなっている。

【0043】

次に、泥水処理システム３０における泥水処理方法、特に磁気分離方法を説明する。
泥水流動工程：
吸着材混入装置３１内に泥水を供給しそれに吸着材を添加して混合し、被分離物質に吸着材を吸着させ、その泥水を磁気分離装置１の泥水受入部４Ａへ供給する。
泥水受入部４Ａに入った被分離物質含有泥水は流動管４を上流から下流に流れ、流れ途中で下流から上流へ移動してくる多数枚の磁気フィルタ５を貫通する。泥水中から磁気フィルタ５によって被分離物質が捕獲され、被分離物質の無くなった清浄な泥水が泥水排出部４Ｂに溜められ、そして水槽３８へ排出される。

【0044】

超伝導磁石３のボア３ａ内に貫通配置された流動管４内では、磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる泥水流動工程が行われる。
フィルタ移動工程：
超伝導磁石３はボア３ａ内に強力な磁場を形成しており、ボア３ａ内に配置された流動管４内では、無端環状のチェーン１３（索条体７）に一定間隔で多数枚装着された磁気フィルタ５が、泥水の流れに対向して下流側から上流側へ移動し、超伝導磁石３の磁場によって高勾配磁気を帯び、磁気フィルタ５内を通過する泥水から吸着材を吸着する。

【0045】

流動管４内では、下流スプロケット１４及び上流スプロケット１５の案内、磁気フィルタ５及びチェーン１３が磁気で吸引されること等によって、チェーン１３が姿勢保持手段８によって流動管４の管内面上部に案内され、磁気フィルタ５の磁性フィルタ材１１は流動管４の軸心に略直交する姿勢が維持され、また、磁気フィルタ５はチェーン１３に吊り下がった状態、流動管４の内周面と接触しない状態で移動される。

【0046】

多数枚の磁気フィルタ５はチェーン１３に装着されたまま無端軌道を移動し、作業経路６Ａの流動管４内から上流スプロケット１５によって上向きに移動方向が変えられ、泥水内から立ち上がり経路６Ｂへ移行する。
環状の索条体７に定間隔に装着された多数枚の磁気フィルタ５は、流動管４内で泥水中の被分離物質を吸着しながら泥水下流側から上流側へ移動させ、さらに流動管４の内側から外側を通って再び内側に戻り移動をし、磁気フィルタ５を多数枚同時に等速移動するフィルタ移動工程を行う。

【0047】

回収工程：
立ち上がり経路６Ｂ内に入った磁気フィルタ５は、まず回収機構１８のエアー噴射手段１９のエアー噴射を受け、磁性フィルタ材１１、間隔保持部材１２及びチェーン１３に吸着されている被分離物質が剥離され、回収部２３へ送給される。
次に磁気フィルタ５は回収機構１８の水洗手段２０によって高圧水が吹きつけられ、エアーで剥離できなかった吸着被分離物質を剥離し、水とともに落下させる。この落下した被分離物質及び水はその下方のエアー噴射手段１９のエアーによって回収部２３へ送給される。

【0048】

チェーン１３に装着された連続した磁気フィルタ５は、立ち上がり経路６Ｂから駆動スプロケット１６によって方向を変えて上水平経路６Ｃに至り、さらに上水平経路６Ｃからテンションスプロケット１７を経て戻り経路６Ｄに至り、戻り経路６Ｄの下部で泥水排出部４Ｂ内に入り、下流スプロケット１４を経て作業経路６Ａに戻される。
流動管４内を通って外上方へ移動してくる磁気フィルタ５にエアー及び／又は水を噴射して、磁気フィルタ５から被分離物質を吸着した磁性担材を剥離しかつ回収する回収工程を行う。

【0049】

この回収工程で回収された被分離物質を吸着した磁性担材は回収処理装置３２の気液分離器３６へ空気搬送され、エアーと分離されて回収される。
磁気フィルタの他の実施形態：
図６、７は第２例の磁気フィルタ５Ｂを示しており、磁性フィルタ材１１は熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）又はバネ鋼の薄帯板に縁部の凹凸を形成し、これを正面視略円形に近いＣ形状に湾曲し、この湾曲の曲率の異なるものを複数枚用意し、その複数枚のＣ型帯板を重ねて端部同士を左右リンク１３ａの取り付け部１３ｃにボルト１３ｄで締結している。

【0050】

取り付け部１３ｃは左右外側のリンク１３ａだけでなく左右内側のリンク１３ａにも形成されており、従って磁性フィルタ材１１はチェーン１３の連続したリンク１３ａの総てに配置されており、長手方向１つ置きの磁性フィルタ材１１がその間の磁性フィルタ材１１の間隔保持部材となっており、総ての磁気フィルタ５Ｂは流動管４内で近接状態になり、互いに傾斜することを阻止するので常に平行状態が維持される。

【0051】

なお、図６に示すコロ２１は、外周がストレートの円筒形ではなく、流動管４の管内面の曲率と略同曲率の太鼓形状であり、コロ２１の太鼓形外周面の略全域が流動管４の内面上部の断面円弧面と接するようにしている。
また、第２例の磁気フィルタ５Ｂは、磁性フィルタ材１１の正面又は背面に間隔保持部材を設けて、長手方向１つ置きのリンク１３ａに装着してもよく、その間隔保持部材は板材であっても支え棒的な棒材であってもよい。

【0052】

図８、９は第３例の磁気フィルタ５Ｃを示しており、磁性フィルタ材１１は磁性ステンレス鋼（ＳＵＳ）を打ち抜いたパンチングプレートを２枚対面させて上部を連結板２４ａで連結しており、後行側のパンチングプレートには上下中間部に複数枚の薄板製の間隔板２４ｂを固着しており、先行側のパンチングプレートには複数枚の間隔板２４ｂに対応する位置に薄板製の間隔保持部材１２を固着している。

【0053】

即ち、後行側パンチングプレート及び間隔板２４ｂと、先行側パンチングプレート及び間隔保持部材１２は略同一形状であって、これらの上部を連結板２４ａで連結して１枚の磁気フィルタ５Ｃを形成している。前記複数枚の間隔板２４ｂ及び間隔保持部材１２も磁性フィルタ材１１と同様にパンチングプレートで形成されており、パンチングプレートは磁気高勾配部位を形成し、多数の孔は水の貫通流動を可能にする。

【0054】

前記第３例の磁気フィルタ５Ｃは連結板２４ａがチェーン１３の１つ置きのリンク１３ａに配置され、磁性フィルタ材１１のパンチングプレートがピン１３ｂ毎に対応して位置し、先行側のパンチングプレートに固定の間隔保持部材１２の先端が隣り合うパンチングプレートと当接することにより磁性フィルタ材１１同士の間隔を形成する。
この磁気フィルタ５Ｃも、磁性フィルタ材１１及び間隔保持部材１２が磁性ステンレス鋼のパンチングプレートで形成されていることにより、高勾配磁気を帯びて被分離物質を効率良く補足でき、泥水、水、エアーを良く通すことができる。

【0055】

図１０、１１は第４例の磁気フィルタ５Ｄを示しており、磁性フィルタ材１１は断面が円形、矩形の磁性有りのステンレス線材（ＳＵＳ）を金網形状にし、その金網を間隔をおいて２枚平行に配置し、それらを円筒枠２５内に固定し、円筒枠２５に一対の支持板２６を設けてリンク１３ａの取り付け部１３ｃに取り付けるように構成している。
間隔保持部材１２は、水流れ方向水平状の水平板と垂直な垂直板とを十字板状に連結して磁性フィルタ材１１の正面に固定している。水平板及び垂直板は金網又はパンチングプレートで形成することもできる。

【0056】

前記第４例の磁気フィルタ５Ｄはチェーン１３の１つ置きのリンク１３ａに配置され、十字板の上流側が隣接配置される磁性フィルタ材１１に当接することにより、磁性フィルタ材１１間同士の間隔が確保される。
この磁気フィルタ５Ｄも、磁性フィルタ材１１が磁性ステンレス鋼の金網で形成されていることにより、高勾配磁気を帯びて被分離物質を効率良く補足でき、多数の網目が水貫通流動孔となって、泥水、水、エアーを良く通すことができる。

【0057】

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、部材の形状、構成及び組み合わせ等を変更したりすることもできる。
例えば、フィルタ移動機構６の環状の索条体７は、チェーン１３の代わりにワイヤを用いて、プーリで案内するようにしてもよい。
また、超伝導磁石３のボア３ａの軸心及び流動管４を略水平に配置しているが、これらを略垂直に配置することもできる。

【0058】

フィルタ移動機構６の下流スプロケット１４、上流スプロケット１５又は駆動スプロケット１６にテンション調整機能を持たせて、テンションスプロケット１７を割愛してもよい。
流動管４内において磁気フィルタ５を泥水流動方向に対面する姿勢に保持する姿勢保持手段８として、流動管４の内面側部に流動管４の軸心と平行に延びるレールを敷設し、そのレールで磁気フィルタ５の外周側部を摺動案内し、磁気フィルタ５の移動中の横振れも防止できるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１ 磁気分離装置
３ 超伝導磁石
３ａ ボア
４ 流動管
４Ａ 泥水受入部
４Ｂ 泥水排出部
５ 磁気フィルタ
６ フィルタ移動機構
６Ａ 作業経路
６Ｂ 立ち上がり経路
６Ｃ 上水平経路
６Ｄ 戻り経路
７ 索条体
８ 姿勢保持手段
８ａ 案内部材
１１ 磁性フィルタ材
１２ 間隔保持部材
１３ チェーン
１３ａ リンク
１４ 下流スプロケット
１５ 上流スプロケット
１６ 駆動スプロケット
１７ テンションスプロケット
１８ 回収機構
１９ エアー噴射手段
２０ 水洗手段
２０ａ ノズル
２１ コロ
２２ ブロア部
２３ 回収部
３０ 泥水処理システム
３１ 吸着材混入装置
３２ 回収処理装置

【要約】

【課題】 多数枚の磁気フィルタを環状の索条体に装着してエンドレス状に移動させて、磁気分離作業効率を向上できるようにする。
【解決手段】 ボア３ａを有する超伝導磁石３と、この超伝導磁石３のボア３ａ内に貫通配置されていて磁性付与の被分離物質を含有する泥水を流動させる流動管４と、この流動管４内で泥水中の被分離物質を吸着可能な多数枚の磁気フィルタ５と、この磁気フィルタ５を流動管４内外に移動させるフィルタ移動機構６とを備えている。前記フィルタ移動機構６は、磁気フィルタ５を間隔をおいて装着しかつ流動管４の内側から外側を通って再び内側に戻る環状の索条体７と、流動管４内において磁気フィルタ５を泥水流動方向に対面する姿勢に保持する姿勢保持手段８とを有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】