Вам нужно будет построить свой проект .NET как 32-битный (цель x86), если вы хотите, чтобы он правильно загружал 32-битную DLL на 64-битной машине.
RE: Обновление:
Если вы хотите сохранить свой проект как «Любой ЦП», вам потребуется 32-битная и 64-битная версия DLL, и убедитесь, что соответствующая версия распространяется вместе с вашим приложением.Если вы не можете собрать другой проект как 64-битный, вы должны построить свой .NET-проект только как 32-битный.