Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von ferro- und paramagnetischen Komponenten aus strömendem Material, wobei der Materialstrom durch ein Magnetfeld bewegt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und eine Anwendung des Verfahrens für die Müllaufbereitung.
Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Magnetscheidung haben den Nachteil, dass das Gut mit einer verhältnismässig geringen Geschwindigkeit möglichst nah an dem Magnet bzw. an den Magneten vorbeizuführen ist, so dass die mögliche Durchsatzmenge entsprechend gering ist. Ausserdem gelangt dabei das Gut oder die abgetrennten Komponenten im Bereich des Magnetfeldes in Kontakt mit der Oberfläche von Förderorganen wie z.B. Trommeloberflächen oder Oberflächen von Bandförderem, so dass an diesen Oberflächen eine Verschmutzung und ein Verschleiss auftritt. Ein weiterer Nachteil ist der erhebliche Stromverbrauch für die Erregung der Elektromagneten und die damit verbundene Wärmeentwicklung, so dass bereits vorgeschlagen wurde, bei grossen Anlagen ein Eisensuchgerät vorzuschalten, das die Erregung der Elektromagnete steuert.
Schliesslich sind bekannte Vorrichtungen nicht in der Lage eine selektive Abscheidung in mehrere Fraktionen entsprechend ihrer unterschiedlichen Magnetisierbarkeit vorzunehmen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, durch das diese Nachteile vermeidbar sind und das ausserdem bei gleicher Grösse der Vorrichtung eine um ein Vielfaches grössere Durchsatzmenge ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein starkes Magnetfeld durch Elektromagnete erzeugt wird, deren Erregerwicklung supraleitend ist. Die Verwendung von supraleitenden Erregerwicklungen gestattet es, für die Magneterregung ausserordentlich hohe Stromstärken anzuwenden, ohne dass dabei eine zu starke Wärmeentwicklung auftritt. Die Stärke des dabei sich ergebenden Magnetfeldes ermöglicht eine ausserordentlich grosse Fördergeschwindigkeit für den sich durch das Magnetfeld hindurchbewegenden Gutstrom.
In vorteilhafter Ausführung des Verfahrens wird das zu behandelnde Schüttgut auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die ausreicht, ferromagnetische Teile durch mindestens einen Teil des Magnetfeldes in freier Bewegung hindurchzuführen, so dass die Komponenten des Schüttgutes entsprechend ihrer Magnetisierbarkeit mehr oder weniger aus der freien Bahn eines nichtmagnetisierbaren Teiles abgelenkt werden und zu unterschiedlichen Aufnahmeeinrichtungen gelangen, von denen sie durch Fördereinrichtungen abgeführt werden. Die Beschleunigung des zu behandelnden Gutes kann durch ein Förderband erfolgen, an dessen Ende das Gut abgeworfen wird, so dass es eine horizontale Bewegungskomponente hat, mit der es sich durch das Magnetfeld frei, d.h. nicht mechanisch geführt, bewegt.
Dabei werden die Komponenten des Gutstromes im Magnetfeld entsprechend ihrer Magnetisierbarkeit mehr oder weniger stark abgebremst und somit die ferromagnetischen Teile die kürzeste und die nichtmagnetisierbaren Teile die längste Wurfparabel durchlaufen.
Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erflndungsgemässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung zum Werfen des Schüttgutes mit einer überwiegend horizontalen Anfangskomponente und einen sich an die Abwerfstelle der Fördereinrichtung anschliessenden Trennbereich, der nach oben durch die Einrichtung zur Erzeugung eines starken Magnetfeldes begrenzt ist, dessen Feld in dem Trennbereich wirkt und der nach unten durch Aufnahmeeinrichtungen für mindestens eine magnetisierbare Komponente des Schüttgutstromes begrenzt ist.
Die durch die Erfindung mögliche ausserordentlich hohe Durchsatzleistung bei der Aufarbeitung eines Schüttgutes gestattet die besonders vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens für die Müllaufbereitung, insbesondere von Industriemüll, so dass die Eisenbestandteile und auch Eisenoxyde auf wirtschaftliche Weise aus dem Müll für eine neue metallurgische Verwendung zurückgewonnen werden können. Da sich solcher Industriemüll meist auch in der Nähe von metallurgischen Betrieben befindet, ergibt sich eine erhöhte Wirtschaftlichkeit auch durch entsprechend kurze Transportwege. Für eine solche Anwendung kann die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Bagger z.B. Schaufelbagger zu einer Aufbereitungsanlage kombiniert sein, so dass Durchsatzmengen von 250 bis 1000 t/h möglich sind.
Da durch die erfindungsgemässe Vorrichtung das nichtmagnetisierbare Material ausgeworfen wird und nur paraoder ferromagnetisches Material Aufnahmeeinrichtungen zugeführt wird, ergibt sich, dass bei der Vorwärtsbewegung der Aufbereitungsanlage entsprechend dem fortschreitenden Abbau einer Müllkalde das wertlose bzw. nichtmagnetisierbare Material auf der Halde verbleiben kann und nur rückgewonnenes Material wie z.B. Eisen und Eisenoxyd durch Förderanlagen abzutransportieren ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 2 eine schematisierte Seitenansicht einer Anlage zur Aufbereitung einer Müllhalde mit einer Vorrichtung nach Fig.
1 und
Fig. 3 eine Vorderansicht der Anlage nach Fig. 2.
In der schematischen Darstellung nach Fig. list eine Fördereinrichtung 2 angedeutet, die beispielsweise aus einem schnellaufenden Förderband besteht, das endlos über Rollen geführt ist. Das auf dem Förderband mit mehreren Metern pro Sekunde geförderte Schüttgut wird am Ende des Förderbandes d.h. dort wo sich die Umlenkrolle 4 befindet, abgeworfen und bewegt sich anschliessend frei d.h. ungeführt von mechanischen Mitteln, durch einen Trennbereich o. Die Geschwindigkeit an der Abwerfstelle 8 ist so gewählt, dass sich der nichtmagnetisierbare Teil des Schüttgutes bis zum Austrittsbereich 10 der Vorrichtung beispielsweise entlang der in der Zeichnung gezeigten Wurfparabel 12 bewegen kann.
Oberhalb dieser Wurfparabel 12 bzw. oberhalb des Trennbereiches 6 befindet sich die Einrichtung 14 zur Erzeugung eines sehr starken Magnetfeldes, dessen Kraftwirliung sich so weit in den Trennbereich 6 erstreckt, dass der gesamte Gutstrom stark beeinflusst wird. Die para- und ferromagnetischen Komponenten werden durch das Magnetfeld so stark abgebremst, dass sie sich nicht bis zum Austrittsbereich 10 bewegen können. Im Einfluss des Magnetfeldes trennen sich folglich diese Komponenten entsprechend ihrer Magnetisierbarkeit und durchlaufen abhängig von der unterschiedlichen Abbremsung im Magnetfeld eine mehr oder weniger stark gekrümmte Wurfparabel. Die ferromagnetische Komponente wird am stärksten abgebremst und fällt somit in die erste unterhalb des Trennbereiches 6 angeordnete Aufnahmeeinrichtung 16.
Weitere Aufnahmeeinrichtungen 18 und 20 schliessen sich in Wurfrichtung neben der ersten Aufnahmeeinrichtung an.
Oberhalb der Aufnahmeeinrichtungen sind vorteilhaft Führungseinrichtungen angeordnet, die beispielsweise aus im Querschnitt winkelförmig verlaufenden ebenen Leitblechen 22, 24 und 26 bestehen, auf die die abgetrennten Teile auftreffen, um an ihnen in die jeweilige Förderrinne 28, 30 und 32 zu gleiten.
Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens für die Aufarbeitung von In dustriemüll fördern die Förderrinnen 28, 30 und 32 das abge trennte para- und ferromagnetische Material direkt in ein Transportfahrzeug 34. Für diese Anwendung ist die erfin- dungsgemässe Vorrichtung 36 mit einem Schaufelradbagger 38 kombiniert, der mit dem Schaufelrad 40 das Gut unmittelbar aus einer Müllhalde 42 mit sehr grosser Förderleistung herausarbeitet. Von dem Schaufelrad 40 gelangt das Gut auf das Förderband 2', das es in den Trennbereich 6' fördert. Das nicht abzutrennende Müllmaterial wird aus der Vorrichtung 36 wieder ausgeworfen und fällt auf die Halde 42a zurück. Die Anlage arbeitet somit nach dem Maulwurfprinzip.
Der Fahrantrieb 44 bewegt die Anlage entsprechend der Förderleistung vorwärts.
Die Ausführung der Einrichtung 14 mit einer supraleitenden Erregerwicklung zur Erzeugung des Magnetfeldes ist an sich bekannt und benötigt die für eine Supraleitung erforderliche Kühleinrichtung.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Abtrennung von ferro- und paramagnetischen Komponenten aus strömendem Material, wobei der Materialstrom durch ein Magnetfeld bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein starkes Magnetfeld durch Elektromagnete erzeugt wird, deren Erregerwicklung supraleitend ist.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch Beschleunigen des Schüttgutes auf eine Geschwindigkeit, die ausreicht, ferro- und paramagnetische Teile durch mindestens einen Teil des Magnetfeldes in freier Bewegung hindurchzuführen, so dass die Komponenten des Schüttgutes entsprechend ihrer Magnetisierbarkeit mehr oder weniger aus der freien Bahn eines nichtmagnetisierbaren Teiles abgelenkt werden und zu unterschiedlichen Aufnahmeeinrichtungen ab geführt werden.
2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schüttgut eine horizontale oder vertikale Bewe gungskomponente für seine freie Bewegung durch das Ma gnetfeld erteilt wird, so dass die abzutrennenden Komponenten des Schüttgutes in dem Magnetfeld entsprechend ihrer Magnetisierbarkeit mehr eder weniger stark abgebremst werden und somit eine unterschiedliche horizontale und vertikale Weglänge zurücklegen, wobei die ferromagnetischen Teile die kürzeste und die nichtmagnetisierbaren Teile die längste Wurfparabel durchlaufen.
PATENTANSPRUCH II
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (2) zum Werfen des Schüttgutes mit einer überwiegend horizontalen Anfangskomponente und einen sich an die Abwerfstelle (8) der Fördereinrichtung anschliessenden Trennbereich (6), der nach oben durch die Einrichtung (14) zur Erzeugung des starken Magnetfeldes begrenzt ist, dessen abstossendes Feld in dem Trennbereich (6) wirkt und der nach unten durch Aufnahmeeinrichtungen (16, 18, 20) für mindestens eine magnetisierbare Komponente des Schüttgutstromes begrenzt ist.
PATENTANSPRUCH III
Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I für die Rückgewinnung von Eisenbestandteilen und Eisenoxyden aus Schüttgütenn.
UNTERANSPRÜCHE
3. Anwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (36) nach Patentanspruch II in Kombination mit einem Bagger (38) sowie mit weiteren stationären oder beweglichen Fördermitteln verwendet wird.
4. Anwendung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der Fördereinrichtung (2) der Vorrichtung (36) mindestens 100 t/h beträgt.
5. Anwendung nach Patentanspruch III, gekennzeichnet durch die unmittelbare Rückführung des nichtmagnetisierbaren Müllanteiles auf die Halde.
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