JP5403306B2

Method and apparatus for separation of mixture

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Term

Projected expiry 21 February 2032.

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14 claims: 3 independent, 11 dependent

  1. 1
    異なる物質で形成された少なくとも2種類の粒子を含む混合物を磁気アルキメデス効果を利用して種類ごとに分離する、或いは、前記混合物から特定の種類の粒子を磁気アルキメデス効果を利用して分離する混合物の分離方法であって、 前記少なくとも2種類の粒子の一方の種類の粒子は、常磁性体又は反磁性体で形成されており、前記一方の種類の粒子の密度と体積磁化率は、前記少なくとも2種類の粒子の他方の種類の粒子の密度と体積磁化率と異なっており、 分離槽に貯蔵された支持液体に、磁場勾配が鉛直成分と水平成分とを有する磁場を印加する工程と、 前記磁場が印加された前記支持液体に前記混合物を入れて、前記支持液体中にて前記分離槽の底面から所定の高さに位置するように前記一方の種類の粒子を誘導する工程と、 前記所定の高さに配置された前記一方の種類の粒子を回収する工程と、を含んでおり、 前記誘導する工程は、前記一方の種類の粒子を磁気アルキメデス効果による浮遊状態にすると共に、前記一方の種類の粒子の体積磁化率と前記支持液体の体積磁化率の差に比例しており、前記磁場に起因した水平方向の力を前記一方の種類の粒子に与えることで、前記一方の種類の粒子を、磁気アルキメデス効果による浮遊状態を維持したまま下降させつつ、水平方向に移動させる工程を含んでおり、 前記他方の種類の粒子は、前記分離槽の底面と前記支持液体の液面の間にて、鉛直方向について前記一方の種類の粒子と異なる位置に配置される混合物の分離方法。
  2. 2
    前記分離槽には、略水平な棚板が配設されており、前記一方の種類の粒子は、前記支持液体中を降下して前記棚板に載置される、請求項1に記載の混合物の分離方法。
  3. 3
    前記一方の種類の粒子は、前記支持液体中にて前記所定の高さで安定に浮遊する、請求項1に記載の混合物の分離方法。
  4. 4
    前記磁場は、超伝導バルク磁石を、又はコイル中心軸が鉛直方向に対して傾けられたソレノイドコイルを有する磁場生成手段を用いて生成される、請求項1乃至3の何れかに記載の混合物の分離方法。
  5. 5
    前記磁場は、第1磁場生成手段により生成された第1磁場と、第2磁場生成手段により生成された第2磁場とを合成したものであり、前記第1磁場の磁場勾配は鉛直方向を、前記第2磁場の磁場勾配は水平方向を向いている、請求項1乃至3の何れかに記載の混合物の分離方法。
  6. 6
    前記誘導する工程は、前記他方の種類の粒子を磁気アルキメデス効果による浮遊状態にすると共に、前記他方の種類の粒子の体積磁化率と前記支持液体の体積磁化率との差に比例しており、前記磁場に起因した水平方向の力を前記他方の種類の粒子に与えることで、前記他方の種類の粒子を、磁気アルキメデス効果による浮遊状態を維持したまま下降させつつ、水平方向に移動させる工程を含んでいる、請求項1乃至5の何れかに記載の混合物の分離方法。
  7. 7
    前記支持液体は、塩化マンガン、塩化コバルト、塩化ニッケル、塩化第一鉄、硝酸コバルト、硝酸ニッケル、硝酸ガドリニウム、硝酸ジスプロシウム及び硝酸テルビウムからなる群から選択された少なくとも一種の無機塩を含む水溶液である、請求項1乃至6の何れかに記載の混合物の分離方法。
  8. 8
    異なる物質で形成された少なくとも2種類の粒子を含む混合物を磁気アルキメデス効果を利用して種類ごとに分離する、或いは、前記混合物から特定の種類の粒子を磁気アルキメデス効果を利用して分離する混合物の分離装置であって、 前記少なくとも2種類の粒子の一方の種類の粒子は、常磁性体又は反磁性体で形成されており、前記一方の種類の粒子の密度と体積磁化率は、前記少なくとも2種類の粒子の他方の種類の粒子の密度と体積磁化率と異なっており、 支持液体を貯蔵する分離槽と、 磁場勾配が鉛直成分と水平成分とを有する磁場を前記支持液体に印加する磁場生成手段と、 前記分離槽の一端側に設けられており、前記混合物を前記支持液体に導入する導入手段と、 前記分離槽の他端側に設けられており、前記一方の種類の粒子を回収する回収手段とを備えており、 前記導入手段を介して、前記磁場が印加された前記支持液体に前記混合物が導入されると、磁気アルキメデス効果による浮遊状態にされると共に、前記一方の種類の粒子の体積磁化率と前記支持液体の体積磁化率の差に比例しており、前記磁場に起因した水平方向の力が与えられて、前記一方の種類の粒子は、磁気アルキメデス効果による浮遊状態を維持したまま下降すると共に前記分離槽の他端側に向けて移動し、前記支持液体中にて前記分離槽の底面から所定の高さに位置するように誘導され、 前記回収手段は、前記所定の高さに配置された前記一方の種類の粒子を前記分離槽から回収し、 前記他方の種類の粒子は、前記分離槽の底面と前記支持液体の液面の間にて、鉛直方向について前記一方の種類の粒子と異なる位置に配置される混合物の分離装置。
  9. 9
    前記分離槽には、略水平な棚板が配設されており、前記一方の種類の粒子は、前記支持液体中を降下して前記棚板に載置される、請求項8に記載の分離装置。
  10. 10
    前記一方の種類の粒子は、前記支持液体中にて前記所定の高さで安定に浮遊する、請求項8に記載の分離装置。
  11. 11
    前記磁場生成手段は、超伝導バルク磁石を、又はコイル中心軸が鉛直方向に対して傾けられたソレノイドコイルを有する電磁石である、請求項8乃至10の何れかに記載の分離装置。
  12. 12
    前記磁場生成手段は、第1磁場を生成する第1磁石と、第2磁場を生成する第2磁石とを含んでおり、前記磁場は、前記第1磁場と前記第2磁場を合成したものであり、前記第1磁場の磁場勾配は鉛直方向を、前記第2磁場の磁場勾配は水平方向を向いている、請求項8乃至10の何れかに記載の分離装置。
  13. 13
    磁気アルキメデス効果による浮遊状態にされると共に、前記他方の種類の粒子の体積磁化率と前記支持液体の体積磁化率の差に比例しており、前記磁場に起因した水平方向の力が与えられて、前記他方の種類の粒子は、磁気アルキメデス効果による浮遊状態を維持したまま下降すると共に前記分離槽の他端側に向けて移動して、前記異なる位置に誘導される、請求項8乃至12の何れかに記載の混合物の分離装置。
  14. 14
    前記支持液体は、塩化マンガン、塩化コバルト、塩化ニッケル、塩化第一鉄、硝酸コバルト、硝酸ニッケル、硝酸ガドリニウム、硝酸ジスプロシウム及び硝酸テルビウムからなる群から選択された少なくとも一種の無機塩を含む水溶液である、請求項8乃至13の何れかに記載の混合物の分離装置。
Independent claims14