DD202632A1 - Magnetscheider - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Magnetscheider mit an der Peripherie eines Rotors angeordneten Ring, in dem sich Trennkoerper befinden. Ziel der Erfindung ist es, bei der Magnetscheidung mit Starkfeldmagnetscheidern ein vorzeitiges Verstopfen der Induktionskoerper durch ferromagnetische Bestandteile zu verhindern, die Antriebsleistung fuer den Rotor zu minimieren sowie d. Aufwand an Anlagen- und Betriebskosten zu senken. Das wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass die Wirkung remanenzbedingter magnetischer Restkraefte ausserhalb des Magnetfeldes auf die abgetrennten ferro- und paramagnetischen Teilchen weitgehend beseitigt ist sowie die Hystereseverluste dadurch vermieden werden, dass ein Rotor (5) derart in einen Luftspalt eines Magnetkreises ragt und sich am Rotor (5) freihaengende sowie zum Magnetfeld senkrecht angeordnete Trennkoerper (9) vollstaendig im Magnetfeld befinden, wobei in einer Aussparung des Rotors (5) zur Verringerung des Luftspaltes im Magnetkreis auf die Luftspalte (6; 7) ein ferromagnetisches Teil 2gegenueber den Magnetpolen (1) feststehend und vom Rotor (5) getrennt angeordnet ist. Die Erfindung wird angewendet zur Abtrennung staerker paramagnetischer Bestandteile aus Koernerhaufwerken in Nass- oder Trockenarbeit.

Description

Titel der Erfindung Magnetscheider

Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Magnetscheider mit an der Peripherie eines Rotors angeordnetem Ring, in dem sich Trennkörper befinden, zur Abtrennung stärker paramagnetischer Bestandteile aus Körnerhaufwerken in Naß- oder Trockenarbeit.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Magnetscheider zur Abtrennung von stärker paramagnetischen Bestandteilen, wie Hämatit, Ilmenit, Wj? 1fr ami t, Biotit, Limonit und Siderit, aus Körnerhaufwerken mit an der Peripherie eines Rotors angeordnetem Ring sind bekannt. Solche bekannte Magnet-IS scheider sind die sogenannten "Jones-Starkfeldmagnetscheider" in den verschiedensten Ausführungen (DE-AS 1132062; Aufbereitungstechnik (1973) 3, S. 142 - 149/Beilage; Firmendruck Boxmag-Rapid Hr. BR 18, HHC/4000/3/79).

Das Arbeitsprinzip dieser Starkfeldnaßmagnetscheider und Hochgradientenmagnetscheider beruht darauf, daß zwischen stark magnetisierbar Induktionskörper beliebiger geometrischer Form zur Erzeugung von Feldgradienten, bei deren zyklischem Eintritt in ein starkes Magnetfeld, eine Trübe geeigneter Feststoffkonzentration eingeleitet wird. Durch das Magnetfeld und die magnetisierten Induktionskörper lagern sich die ferro- und die stark paramagnetischen Bestandteile der Trübe an den Induktionskörpern ab, während die schwach paramagnetischen und diamagnetischen Bestandteile frei abfließen. Die an den Induktionskörpern angelagerten magnetischen Teilchen werden zunächst im Magnetfeld gewaschen, wodurch ein Zwischenprodukt ausgetragen wird, und nach dem Waschvorgang mit Spülflüssigkeit ohne Magnetfeld unter hohem Druck ausgespült.

Ferromagnetische Bestandteile der Trübe, wie Magnetit oder Abriebeisen, haften nach Passieren des Magnetfeldes oftmals so fest an den Induktionskörpern, daß selbst hoher Wasserdruck nicht ausreicht, um diese restlos auszuschwemmen. Das wird insbesondere durch die Remanenz des Rotors und der Induktionskörper verursacht. Die Folge ist, daß die Induktionskörper verkrusten und vorzeitig ausgewechselt werden müssen. Das ist sehr aufwendig, so daß man häufig den Starkfeld-Magnet scheidern Schwachfeldmagnetscheider zur Abtrennung ferromagnetischer Bestandteile vorschaltet. Allerdings ist auc hier der Aufwand durch die Aufstellung und das Betreiben diese zusätzlichen Aggregate hoch und bringt nur eine Verzögerung d€ magnetischen Verkrustens der Induktionskörper, da die Schwachfeldmagnetscheider nur einen Teil der ferromagnetisehen Bestandteile der Trübe abscheiden, nachteilig ist auch der große Platzbedarf und die Notwendigkeit mehrerer Trennstufen. Bin Mangel besteht auch darin, daß sich die paramagnetischen Teilchen durch die Remanenz schwer ausschwemmen lassen. Hierfür werden große Spülwassermengen benötigt, die mit ent- · sprechend hohem Druck in die Arbeitsboxen eingebracht werden müssen und deren Bereitstellung sov/ie Zu- und Abführung ebenfalls aufwendig ist. Außerdem entstehen hohe Hystereseverluste so daß allein für den Antrieb des Rotors bis zu einem Drittel der installierten elektrischen Gesamtleistung erforderlich ist Das resultiert aus der Schließung des Magnetkreises über die ferromagnetisehen Induktionskörper und den ferromagnetisehen Rotor.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei der Magnetscheidung mit Starkf eldmagnet.scheidern ein vorzeitiges Verstopfen der Induktions-* körper durch ferromagnetische Bestandteile zu verhindern, die Spülwassermenge und den Wasserdruck niedrig zu halten, die Antriebsleistung für den Rotor zu minimieren sowie den Aufwand an Anlage- und Betriebskosten zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technischen Mangel der bekannten Starkfeldmagnetscheider mit Rotoren werden insbesondere dadurch verursacht, daß durch die hohen remanenzbedingten magnetischen Restkräfte die ab-»

getrennten ferromagnetischen Bestandteile sehr fest zwischen den Induktionskörpern haften und demzufolge außerhalb des Magnetfeldes nicht restlos ausgeschwemmt werden können und in den ferromagnetischen Induktionskörpern sowie in dem ferromagnetischen Rotor, über die der magnetische Kreis geschlossen wird, hohe Hystereseverluste auftreten, die durch eine hohe AntriebsIeistung kompensiert werden müssen. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, durch zweck-* entsprechende Ausgestaltung eines Magnetscheiders mit Rotor, die Wirkung remanenzbedingter magnetischer Restkräfte außerhalb des Magnetfeldes auf die abgetrennten ferro- und paramagnetischen Teilchen weitgehend zu beseitigen und die Hystereseverluste zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Luftspalt eines Magnetkreises ein unmagnetischer Rotor derart hineinragt, daß sich am Rotor freihängend angeordnete Trennkörper vollständig im Magnetfeld befinden und in einer Aussparung des Rotors ein ferromagnetisches Teil feststehend und vom Rotor getrennt angeordnet ist, um den Luftspalt des magnetischen Kreises zu minimieren. Der Rotor umschließt das feststehende ferromagnetische Teil glockenartig, wobei ein an der Peripherie des Rotors angeordneter, die Trennkörper tragender Ring im Luftspalt zwischen den Polen des Magnetkreises und des ferromagnetischen Teils hindurch bewegt wird. Kennzeichnend ist, daß in den verbleibenden Luftspalten des Magnetkreises homogene Magnetfelder erzeugt werden, da die erfindungsgemäße Lösung keiner inhomogener Magnetfelder bedarf. Daher sind.die Endflächen der Pole des Magnetkreises und des ferromagnetischen Teiles eben gestaltet und parallel zueinander orientiert. Der Rotor, der die Trennkörper tragende Ring und die Trennkörper bestehen vollständig aus unmagnetischem Material. Weiter ist kennzeichnend, daß die . Trennkörper aus Stab- oder Plattensätzen bestehen, die durch unmagnetische Querwände voneinander getrennt sind, wobei die Stäbe oder Platten parallel zueinander und senkrecht zum Feld angeordnet sind. Kennzeichnend ist auch, daß die unmagnetischen Trennkörper von Strukturen aus Drähten oder Schüttkörpern gebildet werden können.

Wird bei umlaufendem Rotor das zu trennende Material durch die Zuleitungen den unmagnetischen Stabsätzen, den Strukturen aus unmagnetischen Drähten, bzw. Schüttkörpern als Trübe oder trockene Körnung zugeführt, dann werden die ferromagnetisehen und stärker paramagnetischen Bestandteile, wenn sie einen bestimmten Mindestanteil am Haufwerk überschreiten , durch ein genügend starkes_? praktisch homogenes Magnetfeld in den Luftspalten des magnetischen Kreises als Ketten polarisierter Teilchen zwischen den unmagnetischen Stäben von geeignetem Abstand, den Strukturen aus unmagnetischen Drähten, bzw. Schüttkörpern mechanisch festgehalten, während die schwächer paramagnetischen und diamagnetischen Bestandteile nach unten abfließen und als unmagnetisches Produkt im entsprechenden Austrag aufgefangen werden. Bei der weiteren Drehung des Rotors im luftspalt des magnetischen Kreises wird das in den Stabsätzen festgehaltene magnetische Gut durch Waschwasser bzw. Druckluft im Magnetfeld gereinigt und ein Zwischenprodukt durch den zugehörigen Austrag abgeführt. Nachdem sich der Rotor mit den Stabsätzen aus dem

ZO Magnetfeld des Luftspaltes im magnetischen Kreis herausgedreht hat, zerfallen die Polarisations-Teilchenketten und das magnetische Produkt wird durch die Wasser- bzw. Luftspülanordnung über den entsprechenden Austrag ausgespült. Dabei wird das Rückwandern ferromagnetischer Bestandteile in das Magnetfeld des Luftspaltes durch die Zwischenwände zwischen den unmagnetischen Stabsätzen verhindert.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und von zwei Zeichnungen näher erläuterir. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch den unmagnetischen Rotor mit Ring und Stabsätzen im Luftspalt, Figur 2 die Vorderansicht des Magnetscheider und Figur 3 einen Stabsatz,

Ausführungsbeispiel

Der Magnetscheider besteht aus den ferromagnetisehen Magnetkreisteilen 1 und 2 mit dan Magnetspulen 3 und 4, dem unmagnetischen Rotor 5 mit dem in die Luftspalte 6 und 7 hineinragenden unmagnetischen Ring, 8, der die unmagnetischen Stabsätze 9 und die unmagnetischen Zwischenwände 19 enthält.

In das hohle Innere des Ringes 8 ragt das feststehende Magnetkreisteil 2 frei hinein. Der Rotor 5 ist mit dem Getriebe 11 und dem Motor 10 gekoppelt.

Aus dem Aufgabebehälter 12 führen TrübeZuleitungen 13 über die Stabsätze 9 beim Eintritt des Ringes 8 in das praktisch homogene Magnetfeld des Luftspaltes 6 bzw. 7. Der Ring 8 ragt teilweise in die Auffangrinne 14 hinein_? die so in Sektionen unterteilt ist, daß den beiden Trennzonen in den Luftspalten 6 und 7 de ein Austrag UP für das unmagnetische Produkt, ZP für das Zwischenprodukt und MP für das magnetische Produkt zugeordnet ist.

Über den Austragen ZP, den zugehörigen Sektionen der Auffangrinne 14 und den dort befindlichen Stabsätzen 9 ist eine Wascheinrichtung 15 angebracht. Über den außerhalb des magnetischen Kreises befindlichen Austragen MP, den zugehörigen Sektionen der Auffangrinne 14 und den dort befindlichen Stabsätzen 9 ist eine Spüleinrichtung 16 montiert. Der Aufgabebehälter 12, der Motor 10 und das Getriebe 11, der Rotor 5 mit Ring 8, Stabsätzen 9 und unmagnetischen Zwischenwänden 19, die Wascheinrichtung 15» die Spüleinrichtung 16, das Magnetkreisteil 2 sowie die Auffangrinne 14 mit den Austragen UP, ZP und MP sind auf dem Rahmen 17 montiert. Das Apparatefundament 18 trägt das Magnetkreisteil 1 mit den Magnetspulen 3 und 4 sowie den Rahmen 17.

Durch die Magnetspulen 3 und 4 wird mittels der Magnetkreisteile 1 und 2 in den Luftspalten 6 und 7 ein starkes praktisch homogenes Magnetfeld erzeugt. Der durch den Motor 10 über das Getriebe 11 angetriebene Rotor 5 dreht den Ring 8 mit den Stabsätzen 9 und den Zwischenwänden 19 durch die Luftspalte 6 und 7 des magnetischen Kreises und durch die feldfreien Zonen außerhalb des magnetischen Kreises. Beim Eintritt in den Luftspalt 6 bzw. 7 wird den Stabsätzen 9 durch die Trübezuleitungen 13 das zu trennende Material aus dem Aufgabebehälter 12 zugeführt. Bei genügend starkem Magnetfeld werden die ferromagnetischen und stärker paramagnetischen Bestandteile der Trübe zwischen den in suszeptibilitäts- und körnungsbedingtem Abstand gehaltenen Stäben der Stabsätze 9 als Ketten polarisierter Teilchen mechanisch festgehalten, während die schwach

paramagnetischen und diamagnetischen Trübebestandteile nach unten abfließen, durch die darunter liegenden Sektionen der Auffangrinne 14 gesammelt und durch die Austräge UP als" unmagnetische Produkte ausgetragen werden. Nachdem der Rotor 5 die Stabsätze im Luftspalt weiter bewegt hat, werden durch die Wascheinrichtungen 15 Zwischenprodukte abgetrennt, in den darunter befindlichen. Sektionen der Auffangrinne 14 gesammelt und durch die Austräge ZP ausgetragen,

Anschließend dreht der Rotor 5 die Stabsätze 9 aus dem Luftspalt 6 bzw. 7 heraus. Dabei wird das Rückwandern ferromagnetischer Bestandteile in das Magnetfeld des Luftspaltes durch die unmagnetischen Zwischenwände 19 zwischen den unmagnetischen Stabsätzen verhindert. Im magnetfeldfreien Gebiet werden durch die Spüleinrichtungen 16 die magnetischen Produkte ausgeschwemmt, in den darunter liegenden Sektionen der Auffangrinne 14 gesammelt und durch die Austräge MP ausgetragen.

Der Magnetscheider eignet sich dazu, stärker paramagnetische Bestandteile abzuscheiden, ohne vorher ferromagnetische Irübebestandteile auf Schwachfeldscheidern abtrennen zu müssen, da die Polarisationsteilchenketten, in denen das magnetische Produkt festgehalten wird, zwischen den unmagnetischen Stäben der Stabsätze 9 außerhalb des Hagnetfeldes zerfallen und daher mit einer vertretbaren Spülwassermenge unter mäßigem Druck vollständig ausgetragen werden können. Deshalb gibt es auch keine magnetisch bedingten Yerkrustungen und Verstopfungen der Stabsätze 9. Diese Paktoren ermöglichen es, die Investitions- und Betriebskosten für die Schwachfeldscheider einzusparen und die Betriebskosten für die Abscheidung der stärker paramagnetischen Trübebestandteile zu senken.

Hystereseverluste treten in den unmagnetischen Stabsätzen, im unmagnetischen Ring und im unmagnetischen Rotor nicht auf, daher reduziert sich die für den Antrieb des Rotors notwendige Leistung auf das für die Überwindung der Lagerreibüng Erforderliche. Auf diese Weise wird Energie eingespart.

Der magnetische Kreis wird trotz des unmagnetischen Rotors durch das in das hohle Innere des unmagiie tischen Ringes frei hineinragende, feststehende Magnetkreisteil geschlossen, wodurch die für die Aufrechterhaltung des magnetischen Flusses erforderliche Energie gegenüber den bekannten technischen Lösungen annähernd konstant bleibt.

Claims (6)

1. Erfindun&s an a pruch

   1. Magnetscheider zur Abtrennung stärker paramagnetischer Bestandteile in Haß- und Trockenarbeit aus Körnerhaufwerken mit einem Rotor an dessen Peripherie ein die Trennkörper aufnehmender Ring angeordnet ist, der durch Luftspalte im Magnetkreis bewegt wird, mit einer Aufgabeeinrichtung für das zu trennende Material, einer Wasch- und Spüleinrichtung sowie Mitteln zum getrennten Sammeln und

   Austragen der erzielten Trennprodukte gekennzeichnet dadurch, daß ein Rotor (5)· derart in einen Luftspalt eines Magnetkreises ragt und sich am Rotor (5) freihängende sowie zum Magnetfeld senkrecht angeordnete Trennkörper (9) vollständig im Magnetfeld befinden, wobei in einer Aussparung des Rotors (5) zur Verringerung des Luftspaltes im Magnetkreis auf die Luftspalte (6; 7) ein ferromagnetisches Teil 2 gegenüber den Magnetpolen (1) feststehend und vom Rotor (5) getrennt angeordnet ist.
2. 2. Magnetscheider nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Rotor (5) das feststehende ferromagnetische Teil (2) glockenartig umschließt und der an der Peripherie angeordnete, die Trennkörper (9) tragende Ring (8) im Luftspalt (6; 7) zwischen den Magnetpolen (1) und dem ferromagneti sehen Teil (2) hindurch bewegt wird.
3. 3. Magnetscheider nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Rotor (5) der die Trennkörper (9) tragende Ring (8) und die Trennkörper vollständig aus unmagnetischen: Material bestehen.
4. 4. Magnetscheider nach den Punkten 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die unmagnetischen Trennkörper (9) aus Stabsätzen bestehen, die durch unmagnetische Querwände (19) voneinander getrennt sind.

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5. 5. Magnetscheider nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet
   dadurch, daß die unmagnetischen Trennkörper (9) von
   Plattensätzen, Strukturen aus Drähten oder Schüttkörpern gebildet werden können.
6. 6. Magnetscheider nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Stäbe der Stabsätze (9) bzw. die Platten der Plattensätze parallel angeordnet und senkrecht zum Magnetfeld
   im Luftspalt orientiert sind.

   Hierzu AJeiien Zeichnungen