DE10122569B4 - Verfahren zur Erzeugung von reinen, feinkörnigen, nichtmagnetisierbaren Schüttgütern - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von reinen, feinkörnigen nichtmagnetisierbaren Schüttgütern, die von magnetisierbaren Anteilen befreit sind, insbesondere Schüttgüter wie Mineralien, die nach deren Gewinnung zerkleinert werden und deren magnetisierbare Anteile z.B. als Abrieb von Zerkleinerungswerkzeugen in die verarbeiteten Schüttgüter gelangt sind, oder Schüttgüter, deren magnetisierbare Anteile schon bei der Gewinnung vorhanden sind, wobei mindestens die im Feinstbereich liegenden magnetisierbaren Anteile mittels Magnetscheidung abgetrennt werden, gekennzeichnet durch
a) die Verwendung eines ein magnetisches Feld erzeugenden und von einem Fördermittel (3.2, 3.3, 5) umgebenen Magnetrotors (3.1) und Aufgabe des feinkörnigen Schüttgutes (1) oberhalb des in Richtung mit der Zuführungsrichtung des Schüttgutes (1) rotierenden Magnetrotors (3.1) mittels einer Aufgabevorrichtung (2),
b) die Durcharbeitung mittels infolge der magnetischen Einwirkung des Magnetrotors (3.1) erzeugter Relativbewegungen der in bartartigen Kettenbildungen oder Flocken vorkommenden magnetisierbaren Anteile (1.2) mit den eingeschlossenen unmagnetisierbaren und/oder nichtmetallischen Anteilen (1.1), wodurch die magnetisierbaren Anteile (1.2) von dem nichtmagnetisierbaren eigentlichen Schüttgut (1.2) abgetrennt...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von magnetisierbaren Anteilen befreiten reinen, feinkörnigen, nichtmagnetisierbaren Schüttgütern, die von magnetisierbaren Anteilen befreiten sind, insbesondere Schüttgüter wie Mineralien, die nach deren Gewinnung zerkleinert werden.
• Derartige Schüttgüter, wie z.B. zerkleinerte Mineralien, sollen für die weitere Verwendung frei von magnetisierbaren Anteilen sein, wenn es der jeweilige technologische Zweck vorgibt. Dabei ist es gleich bedeutsam, ob diese magnetisierbaren Anteile schon bei der Gewinnung der Schüttgüter von vornherein vorhanden sind oder, z.B. bei nach deren Gewinnung zerkleinerten Mineralien durch Abrieb von Zerkleinerungswerkzeugen, in die Schüttgüter gelangen.
• Entscheidend ist es, die Schüttgüter frei von magnetisierbaren Anteilen zu erhalten, um den weiteren qualitätsgerechten Verwendungszweck zu gewährleisten. Dabei sind Schüttgüter im weiteren Sinne zu verstehen, d.h. auch Schüttgüter organischer Art oder Produkte für Lebensmittel, wie z.B. Getreide und deren Verarbeitungsstufen.
• Es ist üblich, magnetisierbare Anteile aus derartigen Gütern durch Magnetscheider abzutrennen.
• So ist nach Schubert „Aufbereitung fester Stoffe, 4. Auflage, Band II: Sortierprozesse" bekannt und systematisiert, wie Magnetscheider für die Aufbereitung z.B. mineralischer Stoffe einzusetzen sind. U.a. wird darin auf den Trenneffekt hingewiesen, die Scheidung von feinkörnigem, ferromagnetischem Gut, welches in Form von Bärten und Flocken auch unmagnetische Körner einschließt, mittels einer magnetischen Durcharbeitung zu erreichen.
• Allgemein scheint demzufolge das Problem, magnetische Anteile aus Schüttgütern abzutrennen, gelöst zu sein, wenn dazu der weitere einschlägige Stand der Technik, wie z.B. schon in der DE 915 921 oder der jüngeren WO 00/25929 offenbart, ohne weiteres Zutun herangezogen wird.
• In der WO 00/25929 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Separieren einer ersten Komponente, die vorbestimmte magnetische Güter aufweist, aus einer Mischung, die die erste Komponente und zumindest eine zweite Komponente beinhaltet, wobei letztere relativ schwach magnetische Güter gegenüber der ersten Komponente aufweist, offenbart.
• Entsprechend dieser Veröffentlichung werden folgende Merkmale und Abläufe vorgeschlagen, um die erste und die zweite Komponente zu trennen:
• a) Eine rotierende Trommel trägt ein magnetisches Feld, welches ursprünglich entlang dem Kreisumfang der Trommel in einer gewissen Richtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ausgerichtet ist, und das magnetische Feld erzeugt eine magnetische Feldregion in dem Bereich der Trommel,
• b) Zuführung der Mischung zu einem separierten Kanal, welcher stationär im Bereich der Trommel außerhalb entlang eines Teils der Trommel derartig angebracht ist, daß das Endteil des Separationskanals, von welcher die erste Komponente abzuführen ist, allmählich vom Kreisumfang der Trommel wegführt, wobei die Rotation der Trommel die Bewegung der ersten Komponente entlang dem Separationskanal entgegengesetzt der Richtung der rotierenden Trommel verursacht, und
• c) Abführung der ersten und zweiten Komponente durch entgegengesetzte Enden des Separationskanals.
• Überträgt man diesen Lösungsgedanken – aber auch die zuvor genannten Quellen des Standes der Technik – auf das eingangs dargestellte, technologisch relativ breitgefächerte Problem, so läßt sich feststellen, daß die Verfahren und Vorrichtungen zum Trennen von magnetisierbaren Anteilen aus feinkörnigen, nichtmagnetisierbaren Schüttgütern sowohl im Rahmen wirtschaftlicher industrieller Verfahren als auch der Verwendung einfacher Vorrichtungen noch verbesserungsbedürftig sind.
• Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein wirtschaftliches Verfahren zur Erzeugung von reinen, feinkörnigen, nichtmagnetisierbaren Schüttgütern, die von magnetisierbaren Anteilen befreit sind, mittels Magnetscheidung zu schaffen. Besagte Schüttgüter sollen sowohl organische Stoffe und anorganische Stoffe, wie z.B. Getreide oder Mineralien umfassen, die sowohl schon bei deren Gewinnung als auch nach deren weiterer Aufbereitung wie Zerkleinerung magnetisierbare Anteile, z.B. durch Abrieb von Zerkleinerungswerkzeugen, enthalten. Aufgabengemäß soll der vorbekannte technischphysikalische Effekt einer intensiven magnetischen Durcharbeitung genutzt werden, um die bei feinkörnigen Schüttgütern auftretenden Bartbildungen oder Flocken der magnetisierbaren Anteile, die unmagnetische Anteile einschließen, aufzulösen. Speziell soll die Aufgabe gelöst werden, reines Siliziumcarbid, befreit von feinferritischen Anteilen, zu erzeugen. Dabei wird auch das Ziel verfolgt, aus besagten Schüttgütern, die magnetisierbaren Anteile so rein abzutrennen, daß sie dem Recyclingprozeß wieder zugeführt werden können.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe nach dem Anspruch 1 durch
• a) Die Verwendung eines ein magnetisches Feld erzeugenden und von einem Fördermittel umgebenen Magnetrotors und Aufgabe des feinkörnigen Schüttgutes oberhalb des in Richtung mit der Zuführungsrichtung des Schüttgutes rotierenden Magnetrotors mittels einer Aufgabevorrichtung,
• b) die Durcharbeitung mittels infolge der magnetischen Einwirkung erzeugter Relativbewegungen der in bartartigen Kettenbildungen oder Flocken vorkommenden magnetisierbaren Anteile mit den eingeschlossenen unmagnetisierbaren und/oder nichtmetallischen Anteilen, wodurch die magnetisierbaren Anteile von dem nichtmagnetisierbaren eigentlichen Schüttgut abgetrennt und freigegeben werden,
• c) die Abführung der magnetisierbaren Anteile entgegen der Drehrichtung des Magnetrotors und Abführung der nichtmagnetisierbaren Anteile aus dem Schüttgut in Drehrichtung des Magnetrotors,
• d) die Verwendung von Siliziumcarbid als Schüttgut, deren magnetisierbare Anteile nach diesen Schritten abgetrennt sind und das reine unmagnetische Schüttgut gewonnen wird und
• e) die Gewinnung von feinferritischen, magnetisierbaren Anteilen als Nebenprodukt für den Recyclingprozeß.
• In besonderer Anwendung des Verfahrens besteht das Schüttgut aus Mineralien, in denen magnetisierbare Anteile von vornherein oder nach deren Zerkleinerung durch Abrieb von Zerkleinerungswerkzeugen vorhanden sind.
• In seiner speziellen Anwendungsform ist demnach das Schüttgut Siliziumcarbid, deren magnetisierbare Anteile abzutrennen sind, um reines Siliziumcarbid für die Weiterverarbeitung zu erhalten.
• Weitere verfahrensbestimmende Merkmale sind den Ansprüchen 2 und 3 zu entnehmen.
• Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung verwendet, deren Varianten in den Ansprüchen 4 bis 15 beschrieben sind.
• Das gemeinsame Prinzip der verwendeten Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens beruht darauf, daß der Magnetrotor in einem rotierenden, feststehenden, beweglichen, verstellbaren oder sich linear bewegenden Fördermittel integriert ist, wobei die magnetisierbaren Anteile aus dem Schüttgut entgegen der Drehrichtung des Magnetrotors und die nichtmagnetisierbaren Anteile mit der Drehrichtung des Magnetrotors gefördert und somit die Schüttgüter entsprechend gereinigt sowie als Nebeneffekt magnetisierbare Anteile, z.B. feinferritische, für den Recyclingprozeß gewonnen werden.
• Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel mit Vorrichtungsvarianten beschrieben.
• In den Zeichnungen zeigen in vereinfachter Darstellung zur Ausführung des Verfahrens
• 1 eine Vorrichtung mit in einer Trommel exzentrisch angeordnetem Magnetrotor,
• 2 eine Vorrichtung mit in einer Trommel zentrisch angeordnetem Magnetrotor,
• 3 eine Vorrichtung mit einer schurrenartigen Abdeckung des Magnetrotors und
• 4 eine Vorrichtung, bei der der in der Trommel exzentrisch angeordnete Magnetrotor Bestandteil eines Förderbandes ist.
• Nach einem speziellen Ausführungsbeispiel soll aus Siliziumcarbid mit einer Körnung von 0...0,02 mm das darin enthaltene feine Eisen ausgeschieden werden. Herkömmlich bestand hierbei die Problematik darin, daß eine Entmischung der nichtmagnetisierbaren Anteile von den magnetisierbaren Anteilen nicht erreicht wurde und das Siliziumcarbid nicht in der erforderlich reinen Qualität für die weitere Verarbeitung zur Verfügung stand bzw. Qualitätseinbußen hingenommen werden mußten.
• Um reines Siliziumcarbid ohne Eisenanteile zu erhalten, wird gemäß 4 eine Vorrichtung verwendet, die eine Aufgabevorrichtung 2 für das feinkörnige Schüttgut 1 wie Siliziumcarbid und als Magnetscheider 3 ein Förderband 5 mit darin vorgesehener Trommel 3.2, in der ein Magnetrotor 3.1 exzentrisch angeordnet ist, umfaßt.
• Verfahrensgemäß wird das feinkörnige Schüttgut 1 wie Siliziumcarbid oberhalb des in Richtung mit der Zuführungsrichtung des Schüttgutes 1 rotierenden Magnetrotors 3.1 auf das Förderband 5 mittels der Aufgabevorrichtung 2 aufgegeben. Infolge der durch die magnetische Einwirkung erzeugter Relativbewegungen in dem in bartartigen Kettenbildungen oder Flocken vorkommenden magnetisierbaren Anteil 1.2 wie Eisen mit den eingeschlossenen unmagnetisierbaren Anteilen 1.1 wie das eigentliche Siliziumcarbid wird dieses freigegeben und abgetrennt. Dabei werden die magnetisierbaren Anteile 1.2 wie das Eisen entgegen der Drehrichtung des Magnetrotors 3.1, der Trommel 3.2 und der Förderrichtung des Förderbandes 5 und die unmagnetisierbaren Anteile 1.1 wie das Siliziumcarbid in Dreh- bzw. Förderrichtung besagter Mittel abgeführt. Im Ergebnis wird die feine und reine nichtmagnetisierbare Fraktion wie reines Siliziumcarbid (Anteil 1.1) gewonnen, welches nun für den jeweiligen Bestimmungszweck weiterverwertbar ist.
• Je nach Art des von magnetisierbaren Anteilen zu befreienden feinkörnigen, nichtmagnetisierbaren Schüttgutes 1 sind verschiedene Ausführungsformen von Vorrichtungen anwendbar.
• So eine Vorrichtung gemäß 1, bei der der Magnetscheider 3 aus der Trommel 3.2 mit dem darin exzentrisch angeordneten Magnetrotor 3.1 besteht.
• Weiterhin eine Vorrichtung gemäß 2 als Magnetscheider 3, bestehend aus der Trommel 3.2 und dem darin zentrisch angeordneten Magnetrotor 3.1. Dabei ist ein Abstreifer 4 vorgesehen, der zum Abstreifen des feinkörnigen, magnetisierbaren Anteils 1.2 bestimmt ist. Die Anbringung des Abstreifers 4 ist auch für die Ausführungen gemäß den 1 und 4 denkbar, wenn besonders der magnetisierbare Anteil 1.2 an der Trommel 3.2 bzw. am Förderband 5 haften bleiben sollte.
• Entsprechend 3 ist eine besondere und überraschend einfache Vorrichtung dargestellt, bei der der Magnetrotor 3.1 anstelle der Trommel 3.2 (1, 2 und 4) mit einer schurrenartigen Abdeckung 3.3 umgeben ist. Damit ist die erfindungsgemäße Aufgabe ebenfalls lösbar, wenn es allgemein gilt, feinkörnige Schüttgüter 1 mit den nichtmagnetisierbaren Anteilen 1.1 und magnetisierbaren Anteilen 1.2 voneinander zu trennen.
• Die Erfindung löst in verblüffend wirtschaftlicher Art und baulich einfacher Weise das eingangs beschriebene Problem und die gestellte Aufgabe, womit eine breite gewerbliche bzw. industrielle Anwendung möglich und dabei als Nebeneffekt noch magnetisierbares Material wie z.B. feinkörniges Eisen gewonnen wird.

1

feinkörniges Schüttgut

1.1

nichtmagnetisierbare Anteile, Fraktion

1.2

magnetisierbare Anteile, Fraktion

2

Aufgabevorrichtung für das Schüttgut

3

Magnetscheider

3.1

Magnetrotor

3.2

Trommel (Fördermittel)

3.3

schurrenartige Abdeckung (Fördermittel)

4

Abstreifer

5

Förderband (Fördermittel)

Claims (15)

1. Verfahren zur Erzeugung von reinen, feinkörnigen nichtmagnetisierbaren Schüttgütern, die von magnetisierbaren Anteilen befreit sind, insbesondere Schüttgüter wie Mineralien, die nach deren Gewinnung zerkleinert werden und deren magnetisierbare Anteile z.B. als Abrieb von Zerkleinerungswerkzeugen in die verarbeiteten Schüttgüter gelangt sind, oder Schüttgüter, deren magnetisierbare Anteile schon bei der Gewinnung vorhanden sind, wobei mindestens die im Feinstbereich liegenden magnetisierbaren Anteile mittels Magnetscheidung abgetrennt werden, gekennzeichnet durch a) die Verwendung eines ein magnetisches Feld erzeugenden und von einem Fördermittel (3.2, 3.3, 5) umgebenen Magnetrotors (3.1) und Aufgabe des feinkörnigen Schüttgutes (1) oberhalb des in Richtung mit der Zuführungsrichtung des Schüttgutes (1) rotierenden Magnetrotors (3.1) mittels einer Aufgabevorrichtung (2), b) die Durcharbeitung mittels infolge der magnetischen Einwirkung des Magnetrotors (3.1) erzeugter Relativbewegungen der in bartartigen Kettenbildungen oder Flocken vorkommenden magnetisierbaren Anteile (1.2) mit den eingeschlossenen unmagnetisierbaren und/oder nichtmetallischen Anteilen (1.1), wodurch die magnetisierbaren Anteile (1.2) von dem nichtmagnetisierbaren eigentlichen Schüttgut (1.2) abgetrennt und freigegeben werden, c) die Abführung der magnetisierbaren Anteile (1.2) entgegen der Drehrichtung des Magnetrotors (3.1) und Abführung der nichtmagnetisierbaren Anteile (1.1) aus dem Schüttgut (1) in Drehrichtung des Magnetrotors (3.1) und die Gewinnung einer feinen und reinen, nichtmagnetisierbaren Fraktion (1.1) aus dem Schüttgut (1.1), die unabhängig von dem verfahrensgemäß behandelten Schüttgut (1.1) weiterverwertbar ist, d) die Verwendung von Siliciumcarbid als Schüttgut (1.1), deren magnetisierbare Anteile (1.2) nach diesen Schritten abgetrennt sind und das reine unmagnetische Schüttgut (1) gewonnen wird und e) die Gewinnung von feinferritischen, magnetisierbaren Anteilen (1.2) als Nebenprodukt für den Recyclingprozeß.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feine und reine, nichtmagnetisierbare Fraktion (1.1) eine Körnung von 0...1 mm aufweist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feinferritischen, magnetisierbaren Anteile (1.2) eine Körnung von 0...1 mm aufweisen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung des unter der Aufgabevorrichtung (2) angeordneten, in Förderrichtung rotierenden und in dem Fördermittel (3.2, 3.3, 5) integrierten Magnetrotors (3.1), wobei das aufgegebene Schüttgut (1.1) in Förderrichtung in das gereinigte Schüttgut (1.1), welches den nichtmagnetisierbaren Anteil (1.1) darstellt, und entgegen der Drehrichtung des Magnetrotors (3.1) in den nichtmagnetisierbaren Anteil (1.2) durch das Fördermittel (3.2, 3.3, 5) getrennt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer in Förderrichtung rotierenden Trommel (3.2) als Fördermittel (3.2, 3.3, 5), in der der Magnetrotor (3.1) zentrisch angeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer in Förderrichtung rotierenden Trommel (3.2) als Fördermittel (3.2, 3.3, 5), in der der Magnetrotor (3.1) exzentrisch angeordnet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer schurrenartigen Abdeckung (3.3) des Magnetrotors (3.1) als Fördermittel (3.2, 3.3, 5).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines sich in Förderrichtung bewegenden Förderbands (5) als Bestandteil des Fördermittels (3.2, 3.3, 5).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 und 8, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Abstreifers (4) zum Abstreifen der magnetisierbaren Anteile (1.2).
10. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Schabers zum Abstreifen der magnetisierbaren Anteile (1.2).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 8, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mit geringerer Geschwindigkeit als die des Magnetrotors (3.1) rotierenden Trommel (3.2)
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung von VA-Metall für den Mantel der Trommel (3.2) oder die schurrenartige Abdeckung (3.3).
13. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung einer feststehenden schurrenartigen Abdeckung (3.3).
14. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung einer schwenkbeweglichen oder verstellbaren schurrenartigen Abdeckung (3.3).
15. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Schwingrinne als schurrenartige Abdeckung (3.3).