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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The invention relates to a method for separating ferromagnetic and paramagnetic components from flowing material, the material flow being moved by a magnetic field, as well as a device for carrying out the method and an application of the method for waste processing.
Known methods and devices for magnetic separation have the disadvantage that the material has to be guided past the magnet or the magnets as closely as possible at a relatively low speed, so that the possible throughput is correspondingly low. In addition, the material or the separated components in the area of the magnetic field come into contact with the surface of conveying organs such as Drum surfaces or surfaces of belt conveyors, so that soiling and wear occurs on these surfaces. Another disadvantage is the considerable power consumption for the excitation of the electromagnets and the associated heat development, so that it has already been proposed to connect an iron detector upstream in large systems that controls the excitation of the electromagnets.
Finally, known devices are not capable of selective separation into several fractions according to their different magnetizability.
The present invention is based on the object of finding a method by means of which these disadvantages can be avoided and which moreover enables a throughput rate that is many times greater for the device of the same size. To solve this problem, a method of the type mentioned at the outset is proposed, which is characterized in that a strong magnetic field is generated by electromagnets whose excitation winding is superconducting. The use of superconducting excitation windings makes it possible to use extraordinarily high currents for the excitation of the magnet without excessive heat development occurring. The strength of the resulting magnetic field enables an extraordinarily high conveying speed for the material flow moving through the magnetic field.
In an advantageous embodiment of the method, the bulk material to be treated is accelerated to a speed that is sufficient to pass ferromagnetic parts through at least part of the magnetic field in free motion, so that the components of the bulk material, depending on their magnetizability, more or less from the free path of a non-magnetizable part are deflected and arrive at different receiving devices, from which they are removed by conveying devices. The goods to be treated can be accelerated by a conveyor belt, at the end of which the goods are thrown off so that they have a horizontal movement component with which they move freely through the magnetic field, i.e. not mechanically guided, moved.
The components of the material flow in the magnetic field are decelerated to a greater or lesser extent depending on their magnetizability, and thus the ferromagnetic parts run through the shortest and the non-magnetizable parts the longest trajectory parabola.
A particularly advantageous device for carrying out the method according to the invention is characterized by a conveying device for throwing the bulk material with a predominantly horizontal initial component and a separating area adjoining the dropping point of the conveying device, which is limited at the top by the device for generating a strong magnetic field, its field acts in the separation area and which is limited at the bottom by receiving devices for at least one magnetizable component of the bulk material flow.
The extraordinarily high throughput rate made possible by the invention in the processing of bulk material allows the particularly advantageous application of the process according to the invention for waste processing, in particular industrial waste, so that the iron components and also iron oxides can be recovered from the waste in an economical way for a new metallurgical use . Since this type of industrial waste is usually located in the vicinity of metallurgical plants, there is also increased economic efficiency due to the correspondingly short transport routes. For such an application the device for carrying out the method with an excavator can e.g. Shovel excavators can be combined into a processing plant, so that throughput rates of 250 to 1000 t / h are possible.
Since the non-magnetizable material is ejected by the device according to the invention and only para or ferromagnetic material is supplied to receiving devices, it results that with the forward movement of the processing plant in accordance with the progressive degradation of a garbage dump, the worthless or non-magnetizable material can remain on the heap and only recovered material such as e.g. Iron and iron oxide is to be transported away by conveyor systems.
In the following, the invention is further explained with reference to an embodiment shown in the drawings. It shows:
1 shows a schematic representation of a device for carrying out the method,
FIG. 2 is a schematic side view of a system for processing a garbage dump with a device according to FIG.
1 and
FIG. 3 is a front view of the installation according to FIG. 2.
In the schematic representation according to FIG. 1, a conveyor device 2 is indicated, which consists, for example, of a high-speed conveyor belt that is endlessly guided over rollers. The bulk material conveyed on the conveyor belt at several meters per second is at the end of the conveyor belt, i.e. where the pulley 4 is located, thrown off and then moves freely, i.e. unguided by mechanical means, through a separation area o. The speed at the ejection point 8 is selected so that the non-magnetizable part of the bulk material can move to the exit area 10 of the device, for example along the trajectory parabola 12 shown in the drawing.
Above this trajectory parabola 12 or above the separating area 6 is the device 14 for generating a very strong magnetic field, the force of which extends so far into the separating area 6 that the entire material flow is strongly influenced. The para- and ferromagnetic components are decelerated so strongly by the magnetic field that they cannot move as far as the exit area 10. In the influence of the magnetic field, these components separate according to their magnetizability and, depending on the different deceleration in the magnetic field, run through a more or less strongly curved trajectory parabola. The ferromagnetic component is braked the most and thus falls into the first receiving device 16 arranged below the separating area 6.
Further receiving devices 18 and 20 adjoin the first receiving device in the throwing direction.
Above the receiving devices, guide devices are advantageously arranged which, for example, consist of flat guide plates 22, 24 and 26 with an angular cross-section, on which the separated parts impinge in order to slide into the respective conveyor troughs 28, 30 and 32.
In the application of the method according to the invention for the processing of industrial waste shown in FIGS. 2 and 3, the conveyor troughs 28, 30 and 32 convey the separated para- and ferromagnetic material directly into a transport vehicle 34. For this application, the method according to the invention Device 36 combined with a bucket wheel excavator 38 which, with the bucket wheel 40, works the material directly out of a garbage dump 42 with a very high conveying capacity. From the paddle wheel 40, the material arrives at the conveyor belt 2 ', which conveys it into the separating area 6'. The garbage material that is not to be separated is ejected again from the device 36 and falls back onto the heap 42a. The system thus works according to the mole principle.
The travel drive 44 moves the system forward according to the delivery rate.
The design of the device 14 with a superconducting excitation winding for generating the magnetic field is known per se and requires the cooling device required for superconductivity.
PATENT CLAIM I
Method for separating ferromagnetic and paramagnetic components from flowing material, wherein the material flow is moved by a magnetic field, characterized in that a strong magnetic field is generated by electromagnets whose excitation winding is superconducting.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized by accelerating the bulk material to a speed that is sufficient to pass ferromagnetic and paramagnetic parts through at least part of the magnetic field in free motion, so that the components of the bulk material according to their magnetizability more or less from the free Path of a non-magnetizable part are deflected and led to different receiving devices from.
2. The method according to dependent claim 1, characterized in that the bulk material is given a horizontal or vertical movement component for its free movement through the Ma gnetfeld, so that the components to be separated in the bulk material are more or less braked in the magnetic field according to their magnetizability thus cover a different horizontal and vertical path length, with the ferromagnetic parts running through the shortest and the non-magnetizable parts the longest trajectory parabola.
PATENT CLAIM II
Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized by a conveying device (2) for throwing the bulk material with a predominantly horizontal initial component and a separating area (6) adjoining the dropping point (8) of the conveying device, which is passed upwards through the device (14 ) is limited to generate the strong magnetic field, the repulsive field of which acts in the separation area (6) and which is limited at the bottom by receiving devices (16, 18, 20) for at least one magnetizable component of the bulk material flow.
PATENT CLAIM III
Use of the method according to claim I for the recovery of iron components and iron oxides from bulk goods.
SUBCLAIMS
3. Application according to claim III, characterized in that a device (36) according to claim II is used in combination with an excavator (38) and with further stationary or movable conveying means.
4. Application according to dependent claim 3, characterized in that the output of the conveyor (2) of the device (36) is at least 100 t / h.
5. Application according to claim III, characterized by the direct return of the non-magnetizable waste fraction to the dump.
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