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Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetische Matrix für einen Starkfeldmagnetabscheider (Hochintensitätsabscheider), welcher beim Wiedergewinnen von Erzpartikeln aus in dem Minenbetrieb erzeugten Bergbauabfällen eingesetzt wird, um einen Umweltschaden aufgrund von deren Lagerung in Dämmen zu vermeiden. Die magnetische Matrix hat eine derartige Struktur, dass diese ein sehr hohes Magnetfeld von ungefähr 18.000 Gauß ermöglicht, welches durch den Magnetabscheider in der magnetischen Matrix erzeugt wird, wodurch dessen Fähigkeit zum Extrahieren von Erzpartikeln aus den Bergbauabfällen erhöht.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bei dem Minenbetrieb wird das Erz in der Form, in der dieses aus Minen extrahiert wird, mit Verunreinigungen, wie Ton und/oder Sand, vermischt. Dieses Erz sollte gereinigt werden, um den Eisenerzgehalt zu erhöhen und dessen Mehrwert anzuheben. Vor dem Reinigen wird das Erz mit Wasser gesiebt und in einen Schlamm überführt, welcher dann zu den magnetischen Matrizes eines Abscheiders geführt wird.
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In dem Stand der Technik sind bereits Magnetabscheider bekannt, welche in dem magnetischen Konzentrationsverfahren zum Abscheiden von in dem Schlamm eingemischten magnetischen Partikeln eingesetzt werden, um so ein Produkt mit guter Qualität zu erhalten. Diese Abscheider kombinieren Wirksamkeit und Praktikabilität und werden bei der Abscheidung von magnetischen Mineralfeinstoffen und nichtmagnetischen Mineralien eingesetzt. Beispiele für solche Magnetabscheider sind in den Druckschriften
US 3830367 und
CA 717830 beschrieben.
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In diesen Magnetabscheidern sind magnetische Matrizes angeordnet, welche magnetisierbare Metallplatten umfassen, welche auf beiden Flächen über deren gesamten Oberfläche längliche Rillen aufweisen. Jede Matrix weist mehrere Platten auf, die vertikal und parallel zueinander Seite an Seite angeordnet sind, so dass zwischen den Rillen von benachbarten Platten Kanäle ausgebildet werden, durch welche der Erzschlamm hindurch läuft. Die Rillen haben die Form von Dreiecken, in welchen die äußeren Eckpunkte die Kraftlinien konzentrieren und das hohe Magnetfeld erzeugen. Die gerillten Platten sind durch Abstandshalber voneinander beabstandet, wodurch die Eckpunkte der Dreiecke der gegenüberliegenden Plattenrillen in einer definierten Entfernung gehalten werden. Dieser Abstand zwischen den benachbarten Eckpunkten definiert die Matrixöffnung in mm, durch welche der Erzschlamm abzuscheiden ist, und dieser wird in der in der Starkfeldmagnetabscheidung verwendeten technischen Sprache „Spalte“ genannt.
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Die Spalte oder der Abstand zwischen den gerillten Platten definiert die Luftspalte, durch welche die Kraftlinien des Magnetfeldes passieren müssen, und ist daher ein Schlüsselfaktor, der zu definieren ist, um den magnetischen Abscheideprozess auszuführen, weil dieser von der Magnetfeldstärke, welche erzeugt werden kann, abhängt. Die Spalte definieren auch die maximale Größe der Mineralpartikel, welche die Matrix passieren können. Typische Spalten sind in einigen typischen Dimensionen erhältlich, zum Beispiel 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,2; 3,8 und erreichen manchmal bis zu 5,0 mm.
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Diese Matrizes werden durch Induktion durch die magnetischen Pole der Abscheider magnetisiert. Aufgrund des durch die Pole indizierten magnetischen Feldes hängen die magnetisierbaren Partikel des Erzschlamms, welcher auf die magnetischen Matrizes strömt, auf den Platten in diesen Matrizes zusammen, wohingegen die Bergbauabfälle, welche nichtmagnetische Partikel enthalten, durch die zwischen den Rillen ausgebildeten Kanäle hindurchtreten und zu einem Bergbauabfallauslass abgeführt werden.
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Neuerdings erfordern Technologien von Nassstarkfeldmagnetabscheidung (WHIMS), dass die Abscheidung in sehr engen Kanälen oder Öffnungen durchgeführt wird, und zwar als eine Bedingung dafür, dass das Herstellen von starken Magnetfeldern und starken Magnetgradienten ermöglicht wird. Der Abbau von mineralischen Ressourcen und die Wiederverwendung von Bergbauabfällen erhöhen die Anforderung zum Verarbeiten von immer feineren Mineralien und erfordern vermehrt starke Magnetfelder und -gradienten, was immer mehr die Verringerung der Öffnungen von magnetische Matrizes verursacht, welche Partikel, welche abzuscheiden sind, passieren müssen.
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In den bekannten Magnetabscheidern weist die maximale durch die Verwendung einer Spalte von 1,5 mm erhaltene Magnetfeldstärke eine Grenze von ungefähr 15.000 Gauß auf. Allerdings verhindert diese Intensitätsbeschränkung des Feldes die Magnetabscheidung von einigen Erzpartikeln, welche in dem Schlamm enthalten sind, welche - wegen ultrafeiner Partikelgrößen und deren niedrigen magnetischen Empfindlichkeit als ein Ergebnis von deren vorheriger Verarbeitung bei verschiedenen Feldstärken - lediglich Produkte bei Magnetfeldern von über 15.000 Gauß erzeugen. Folglich verursachen diese magnetischen Partikel, welche einen kommerziellen Wert aufweisen und in Bergbauabfalldämmen gelagert werden, einen Schaden für die Umwelt.
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Eine Lösung, um in der bestehenden Apparatur Felder von höher als 15.000 Gauß zu erhalten, wäre es, den Abstand der magnetischen Matrizes unter Verwendung von Dimensionen von kleiner als 1,5 mm zu verkleinern, weil die Verkleinerung des Abstandes den Luftspalt der Matrix reduziert, was den Durchtritt von Magnetkraftlinien erleichtert. Allerdings würde die Lösung des Verringerns des Abstandes auf weniger als 1,5 mm als schwerwiegende Konsequenz aufweisen, dass die Möglichkeit einer Verstopfung der Kanäle zwischen den gerillten Platten erhöht wird, was den Durchtritt des Erzes verhindert und zu einer Einstellung der Produktion führt. Das Verstopfen der Matrizes verursacht häufig Störungen der Anlage und erfordert eine komplexe Apparaturwartung.
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Bis heute sind in dem Stand der Technik keine Mittel bekannt, um die Magnetfeldstärke innerhalb der Matrix von Starkfeldmagnetabscheidern zu erhöhen, ohne den Durchgang des Erzschlamms zu verringern, um ein Verstopfen dieser Matrizes zu verhindern.
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Aufgaben der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Magnetabscheidern, welche Magnetfelder mit einer höheren Stärke von ungefähr 18.000 Gauß erreichen, und, welche nicht in einer Verringerung des Abstandes zwischen den Platten der Matrizes führen. Vorzugsweise muss der minimale Abstand zwischen den Matrizes bei einem Minimum von ungefähr 1,5 mm gehalten werden.
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Die vorliegende Erfindung beabsichtigt ferner eine Verbesserung der Leistung von Magnetabscheidern, was die Menge und Varietät der Magnetpartikel erhöht, welche aus dem Erzschlamm extrahiert und wiedergewonnen werden, was die Extraktion von Partikeln mit einer kleineren Korngröße und einer geringeren Magnetempfindlichkeit ermöglicht. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls beabsichtigt, die Menge von Abfall und Mineralbergbauabfällen, welche in Dämmen gelagert werden, zu verringern und den Wasserverlust bei dem Minenbetrieb zu reduzieren.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Maximierung der Menge an Material mit kommerziellem Wert, das aus dem Eisenerz extrahiert wird, um so den Wert dieses Rohmaterials zu erhöhen.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gelöst durch eine magnetische Matrix für einen Starkfeldmagnetabscheider umfassend eine Reihe von Platten aus magnetisierbarem Material, die in wenigstens einer von ihren zwei Flächen mit länglichen Rillen ausgestattet sind, wobei die gerillten Platten in Reihe angeordnet und mit einer Abstandsentfernung zwischen diesen in einem Gehäuse untergebracht sind, wobei die Matrix ferner wenigstens ein magnetisches Blech umfasst, das innerhalb des Gehäuses mit den gerillten Platten in Reihe angeordnet ist.
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Das magnetische Blech ist vorzugsweise ein Metallblech mit einer Permeabilität von mehr als oder gleich 500 und weist dieselbe Breite und Höhe wie die gerillten Platten auf.
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Wenigstens ein magnetisches Blech kann an irgendeiner Position in der Anreihrichtung der gerillten Platte benachbart zu einer Fläche von wenigstens einer der gerillten Platte, die frei von Rillen ist, angeordnet sein oder wenigstens ein magnetisches Blech kann an jedem Ende des Gehäuses in der Anreihrichtung der gerillten Platten angerordnet sein. Alternativ dazu kann eine Vielzahl von magnetischen Blechen zwischen den gerillten Platten in verschiedenen Positionen in der Anreihrichtung der gerillten Platten angeordnet sein. Die magnetischen Bleche können 10 bis 40 %, vorzugsweise 30 bis 35 % der Breite der magnetischen Matrix in der Anreihrichtung der gerillten Platten besetzen. Die Matrix kann Schutzelemente umfassen, welche auf den magnetischen Blechen montiert sind, wobei die Schutzelemente aus Platten aus abrasionsbeständigem Material bestehen.
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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung können ebenfalls erreicht werden durch einen Starkfeldmagnetabscheider umfassend wenigstens ein Paar von magnetischen Polen und wenigstens einen Rotor, mit dem eine Vielzahl von magnetische Matrizes des zuvor beschriebenen Typs verbunden ist, wobei darin ein Erzschlamm fließt, der dem Magnetabscheider zugeführt worden ist, wobei der Rotor eine Rotationsbewegung in dem inneren Bereich der magnetischen Pole durchführt, wobei die Platten aus magnetisierbarem Material und wenigstens ein magnetisches Blech der magnetische Matrizes durch die Pole magnetisiert werden, wenn der Rotor rotiert. Das Magnetfeld, welches in den magnetischen Matrizes induziert wird, kann wenigstens 18.000 Gauß erreichen.
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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls durch ein Verfahren zum Einstellen des Magnetfeldes erreicht, welches in dem Starkfeldmagnetabscheider des zuvor beschriebenen Typs erzeugt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Berechnen eines Zielmagnetfeldes, welches durch den Magnetabscheider (1) gemäß dem dem Abscheider zuzuführenden Erzschlamm zu erzeugen ist, und
- Füllen des Gehäuses der magnetischen Matrix mit einer Anzahl von gerillten Platten und magnetischen Blechen, welche benötigt werden, um das errechnete Zielmagnetfeld zu erzeugen.
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Das Verfahren umfasst vorzugsweise nach dem Schritt des Berechnens des Zielmagnetfeldes einen Schritt des Auslegens der Breitenwerte der magnetischen Matrix, welche durch die gerillten Platten zu besetzen ist, und die Breite der magnetischen Matrix, welche durch die magnetischen Bleche zu besetzen ist.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird des Weiteren detaillierter basierend auf einem in den Zeichnungen wiedergegeben Beispiel der Realisation beschrieben. Diese Figuren zeigen:
- 1 - ist eine Ansicht eines Starkfeldmagnetabscheiders, in dem magnetische Matrizes gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind;
- 2 - ist eine Querschnittsansicht des Abscheiders der 1, welche das Magnetfeld, welches in diesem zirkuliert, zeigt.
- 3 - ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der magnetischen Matrizes, die in dem Abscheider angeordnet sind, welche die Bewegung des Magnetfeldes an der Grenzfläche der Matrizes mit der Struktur des Magnetabscheiders illustriert;
- 4 - ist eine schematische perspektivische Ansicht einer magnetischen Matrix eines Abscheiders, welche auch eine vergrößerte Draufsicht eines Details der Matrix und die magnetische Flusszirkulation durch die gerillten Platten zeigt;
- 5 - ist eine Querschnittsansicht der unitären Magnetschaltung, welche zwischen einem Pol, der üblicherweise in Magnetabscheidern eingesetzten magnetischen Matrix und dem Rotor des Abscheiders ausgebildet wird, und zeigt die Kraftlinien, welche zwischen diesen Elementen verlaufen;
- 6 - ist eine Querschnittseinsicht der unitären Magnetschaltung, welche in der 1 gezeigt ist, durch Einsetzen einer magnetischen Matrix gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein magnetisches Blech an jedem Ende der Matrix angeordnet ist;
- 7 - ist eine Querschnittsansicht der in der 1 gezeigten unitären Magnetschaltung, welche in der 1 gezeigt ist, durch Einsetzen einer magnetischen Matrix gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei zwei magnetische Bleche an demselben Ende der Matrix angeordnet sind,
- Figur 8a - ist ein Graph, der die Variation des maximalen durch den Magnetabscheider erzeugten magnetischen Feldes aufgrund der Breite der durch die mit den Magnetplatten besetzte magnetischen Matrix zeigt; und
- Figur 8b - ist ein Graph, der dieselbe Variation des maximalen durch den Magnetabscheider erzeugten magnetischen Feldes aufgrund der Breite der durch die mit den Magnetplatten besetzte magnetischen Matrix zeigt, aber in Prozentwerten.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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Die 1 und 2 zeigen Starkfeldmagnetabscheider 1, welche mit den magnetischen Matrizes 6 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet sind und zur Abscheidung von Erzpartikeln und zur Verringerung von Bergbauabfällen, die aus dem Minenbetrieb resultieren, eingesetzt werden.
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Die Magnetabscheider 1 haben ein oder mehrere Paare von magnetischen Polen 3, wobei jeder Pol von einer Wicklung 2 umgeben ist, welche das entsprechende magnetische Feld erzeugen. Wie in den 1 und 2 gesehen werden kann, ist der Abscheider mit zwei Paaren von Polen ausgestattet, welche vertikal fluchten, wobei die Pole eines gleichen Paars in der horizontalen Richtung diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Der Abscheider gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch mit acht Polen ausgestattet sein, welche in zwei gestapelten Kreuzen angeordnet sind, oder mit so vielen Paaren von Polen, wie beabsichtigt. Die vertikal ausgerichteten Pole sind gegenüberliegend und die horizontal ausgerichteten Pole sind ebenfalls gegenüberliegend, wie in der 2 gezeigt. Die vertikal ausgerichteten Pole sind miteinander verbunden, und zwar beispielsweise mittels Metallplatten, und die horizontal ausgerichteten Pole sind mit denselben durch die Abscheiderstruktur verbunden. Mittels dieser Anordnung wird eine geschlossene Schaltung ausgebildet, in der der Magnetfluss wie durch die in der 2 gezeigten Pfeile fließt, um eine hochmagnetische Permeabilität zu erhalten und den Leckagefluss zu verringern, was eine höhere Energieeffizienz bezweckt.
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In dieser Ausführungsform von Abscheider 1 mit zwei gestapelten Paaren von Polen werden zwei Rotoren 4 eingesetzt und durch einen zentralen Schaft 5 getragen, welcher diese beiden Rotoren simultan antreibt. Der Satz von Rotoren 4 mit dem zentralen Schaft 5 ist zwischen den Paaren von magnetischen Polen angeordnet, von denen jeder in derselben horizontalen Ebene wie eines der Paare von Polen angeordnet ist. Jeder Rotor hat auf dessen Umfang mehrere magnetische Matrizes 6 montiert, welche durch den Erzschlamm durchquert werden, und, wo die Erzpartikel, welche aus dem Schlamm abgetrennt werden, zurückbehalten werden. Diese Matrizes haben eine Anzahl von Metallplatten 21 aus magnetisierbarem Material, welche mit länglichen Rillen (gerillte Platten) ausgestattet sind, was am besten in der 4 gesehen werden kann. Diese gerillten Platten 21 sind in einem Gehäuse angeordnet, wo diese vertikal mit einer Abstandsentfernung zwischen diesen, welche auch als „Spalte“ bezeichnet wird, angeordnet sind. Durch diese Anordnung der gerillten Platten 21 sind die Rillen im Allgemeinen mit einem „V“-Profil von benachbarten Platten mit deren Eckpunkten bzw. deren Tälern ausgerichtet, um vertikale Kanäle auszubilden, welche durch den Fluss des Erzschlamm, welcher über die magnetischen Matrizes strömt, durchlaufen wird. Die Kanäle zwischen den gerillten Platten 21 können besser in der vergrößerten, in der 4 gezeigten Teilansicht gesehen werden. Der Abstand oder der Spalt 18, welche(r) zwischen den Platten ausgebildet wird, ist die Entfernung zwischen den Eckpunkten der Rillen der benachbarten Platten, welche der kürzesten Entfernung zwischen diesen entspricht.
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Das Gehäuse ist dort, wo die gerillten Platten 21 der Matrix angeordnet sind, welche an den Seiten durch zwei Bronzeteile 8 (nichtmagnetisch), auf dem Bodenende durch die Rotorkante und an dem Frontende durch eine Schlussplatte 7 abgegrenzt sind, wie in der 3 gesehen werden kann. Diese magnetischen Matrizes sind um den gesamten Umfang der Rotoren angeordnet, wie in den 1 und 2 gesehen werden kann. Die Teile 8 sind zwischen jedem in Reihe angeordneten Satz von Platten angeordnet, um zu unterstützen, dass die kreisförmige Anordnung der Matrizes 6 um den Rotor herum ausgebildet wird, und, um die Befestigungsplatte 7 auf dem Rotor 4 zu befestigen. Dieser Rotor rotiert in dem inneren Bereich der Pole, so dass, wenn in Front der magnetischen Pole 3 passierend, die magnetischen Matrizes 6 den nord- und südmagnetischen Feldern unterworfen werden und durch Induktion magnetisiert werden.
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Der Erzschlamm wird auf die magnetischen Matrizes des Abscheiders an einer Position nahe dem Ausgangspunkt von jedem der Pole 3 des Abscheiders in der Richtung der Rotation aufgegossen. Durch das durch die Pole 3 induzierte magnetische Feld strömen die magnetisierbaren Partikel des Erzschlamms auf den magnetischen Matrizes und haften miteinander an den Platten auf den Matrizes 6, während die Abfälle, welche nichtmagnetische Partikel enthalten, durch die Kanäle dieser Matrizes durchtreten und zu einem Abfallauslass umgeleitet werden. Wenn sich die Matrizes zwischen den Polen aufgrund der Rotationsbewegung bewegen, passieren die magnetischen Partikel des Erzhaufens, welcher auf den Platten haftet, einen Nullfeldbereich zwischen zwei benachbarten Polen und dann kommen diese aus den Platten heraus und werden zu einem Auslass für gereinigtes Erz des Abscheiders umgeleitet.
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Der Abstand 18 zwischen den gerillten Platten 21 der Matrizes 6 und die Öffnungsdimensionen der Kanäle, welche zwischen diesen ausgebildet sind, sind wichtige Anforderungen für den Betrieb des Magnetabscheiders und dessen Leistung im Hinblick auf die Menge von Erzpartikeln, die aus dem Schlamm zu extrahieren sind. Die Eckpunkte der Rillen konzentrieren die Kraftlinien 12, welche in der 4 gezeigt sind, und erzeugen in den magnetischen Matrizes 6 ein starkes magnetisches Feld. Der Abstand zwischen den Vertikalen 18 der gerillten Platten 21 entspricht dem Luftspalt, durch welchen die Kraftlinien 12 des Magnetfeldes 12 laufen, und daher interagiert die Größe dieses Abstandes mit der Magnetfeldstärke, welche erzeugt werden kann. Zu derselben Zeit begrenzt die Dimension des Abstandes 18 die maximale Größe der Mineralpartikel, welche durch die Matrix passieren kann.
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Durch Verringern dieses Abstandes erhöht sich die Magnetflussstärke in der Matrix, was bei der Abscheidung von sehr feinen Partikeln mit geringer magnetischen Empfindlichkeit hilft, weil die Luftdurchlässigkeit niedriger ist als die der gerillten Platten. Allerdings verhindert ein sehr stark reduzierter Abstand den Durchtritt von Partikeln mit größerer Partikelgröße oder verursacht häufiges Verstopfen der Matrizes, welches eine Unterbrechung des Magnetabscheideprozesses zum Reinigen der gerillten Platten erfordert. Die Abstände zwischen den gerillten Matrizes, welche typischerweise eingesetzt werden, betragen 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,2; 3,8 mm und erreichen manchmal bis zu 5,0 mm. Die maximale Magnetfeldstärke wiederum hat eine praktische Grenze von ungefähr 15.000 Gauß, welche durch den Abstand von 1,5 mm in den Abscheidern gemäß dem Stand der Technik erhalten wird. Ein Abstand 18 von weniger als 1,5 mm begrenzt die Partikelgröße der magnetischen Partikel übermäßig und ist daher sehr empfindlich gegenüber Verstopfen.
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Um die Stärke des Magnetfeldes, welches durch den Abscheider erzeugt wird, zu erhöhen, weisen die magnetischen Matrizes 6 gemäß der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere magnetische Bleche 14 auf, die in dem Gehäuse angeordnet sind, und, wie in den 6 und 7 gezeigt, mit den gerillten Platten in Reihe angeordnet sind. Die magnetischen Bleche sind Stahlbleche mit einer magnetischen Durchlässigkeit von größer als oder gleich 500, zum Beispiel vom ABNT 1006 Stahltyp. Der Einbau der Bleche 14 verringert die Gesamtbreite der magnetischen Matrix, welche durch die gerillten Platten besetzt wird, in der Anreihrichtung der gerillten Platten 21 und folglich wird die Menge der Abstände 18 zwischen den gerillten Platten ebenfalls in den Matrizes 6 verringert. Weil die Bleche 14 aus Materialien mit hoher magnetischer Durchlässigkeit gebildet sind, und zwar von wenigstens ungefähr 500-mal größer als der magnetischen Durchlässigkeit von Luft, verringert sich der Luftpfad, durch welchen die Kraftlinien 12 zirkulieren müssen, was die Magnetfeldintensität erhöht. Die Kraftlinien und das Magnetfeld werden durch die magnetischen Bleche 14 intensiviert, und zwar ohne Notwendigkeit, die Leistung der Wickelungen 2 an den Polen zu erhöhen.
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Vorzugsweise weisen die magnetischen Bleche 14 dieselben Dimensionen in der Breite und der Höhe auf wie die gerillten Platten; allerdings kann die Dicke dieser Bleche von den gerillten Platten verschieden sein. In derselben magnetischen Matrix können die magnetischen Bleche mit verschiedenen Dicken und in verschiedenen Positionen in den gerillten Platten 21 montiert sein. In der in der 6 gezeigten Ausführungsform sind zwei magnetische Bleche an den Seiten der Matrix montiert, von denen eines an der Seite des Rotors und das andere an dem dem Pol 3 und den Wickelungen 2 zugewandten Frontende montiert ist. Die gerillte Platte 21 ist in der Matrix 6 zentriert. In der Ausführungsform, welche in der 7 gezeigt ist, sind zwei Bleche 14 Seite an Seite auf der Oberfläche des Rotors 4 montiert, so dass die gerillten Platten näher an den Polen als in der Ausführungsform der 6 angeordnet sind. In den beiden Ausführungsformen der 6 und 7 haben die beiden Bleche 14 dieselbe Dicke; allerdings können Bleche mit verschiedener Dicke eingesetzt werden.
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Die magnetischen Bleche 14 weisen zwei flache Flächen auf. Die gerillten Platten 21, welche benachbart zu diesen Blechen angeordnet sind, weisen vorzugsweise eine ihrer Flächen rillenfrei auf, und zwar auf der Seite, welche dem entsprechenden Blech zugeordnet ist, und zwar zur besseren Aufnahme in die magnetische Matrix und, um die Menge der Luft in der Matrix zu verringern. In den in den 6 und 7 der vorliegenden Erfindung gezeigten Ausführungsformen sind, weil die Bleche 14 an den Enden der Gehäuse der magnetischen Matrizes angeordnet sind, nur die gerillten Platten 21 an diesen Enden mit einer flachen Oberfläche angeordnet. Allerdings können die magnetischen Bleche in der magnetischen Matrix in irgendeiner Position in der Anreihrichtung der gerillten Platten montiert sein. In solchen Fällen müssen die gerillten Platten benachbart zu diesen innerhalb der Matrix eine Fläche aufweisen, welche auf der Seite, die den Blechen 14 zugewandt ist, frei von Rillen ist.
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Vorzugsweise sind Schutzelemente 15, welche als Platten aus abrasionsbeständigem Material gefertigt sind, auf dem oberen Teil des magnetischen Blechs 14 montiert, um das Auftreten von Verschleiß an den magnetischen Blechen zu verhindern und deren Nutzungszeit zu vergrößern.
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Um das Magnetfeld in den Matrizes einzustellen, können mehrere magnetische Bleche 14 mit unterschiedlichen Dicken verwendet werden, und zwar angeordnet Seite an Seite, was eine große Erleichterung des Aufbaus und der Größeneinteilung dieser Matrizes ermöglicht, und zwar einfach durch Entfernen von einigen gerillten Platten 21 innerhalb der Matrizes und Ersetzen derselben durch magnetischen Blechen, welche den Raum besetzen, der durch diese in der magnetischen Matrix 6 eröffnet wird.
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Die Graphen der 8a und 8b zeigen die Variation des durch den Magnetabscheider in den Matrizes 6 erzeugten maximalen Magnetfeldes als eine Funktion der Breite der magnetischen Matrix. In der 8a zeigt die horizontale Achse die Breite, in Millimetern, der magnetischen Matrix 6, welche durch die gerillten Platten in der Anreihrichtung der gerillten Platten besetzt wird. Diese Breite verringert sich von links nach rechts auf dem Graph, was es klar macht, dass die Verringerung auf den entsprechenden Ersatz der gerillten Platten durch magnetische Bleche zurückzuführen ist. Die Ordinatenachse zeigt die Variation des Magnetfeldes in Gauß innerhalb der Matrizes gemäß der Breite der magnetischen Matrix, welche durch die Magnetplatten besetzt ist. Die 8b zeigt dieselbe Relation, aber in Prozent. Beide Graphen wurden aus experimentellen Daten erzeugt, welche auf magnetischen Matrizes mit Abständen zwischen den gerillten Platten von ungefähr 1,5 mm erhalten worden sind. Es ist zu beachten, dass eine Reduktion von 85 mm (oder 33,3 %) der Breite der Matrix eine Zunahme von 4.900 Gauß (oder 37,1 %) des Magnetfeldes in den Matrizes verursacht.
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Die Magnetabscheider unter Verwendung der magnetischen Matrizes gemäß der vorliegenden Erfindung können Magnetfelder von ungefähr 15.000 bis 18.000 Gauß oder sogar höher erreichen. Der Wert von 18.000 Gauß ist ausreichend, um die Abscheidung von Partikeln mit geringer magnetischer Empfindlichkeit und optional geringer Partikelgröße zu ermöglichen, welche normalerweise in dem Erzschlamm verbleiben und in der Form von Abfällen zu den Dämmen geführt werden.
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Abhängig von den Magnetfeldwerten, welche zu erhalten sind, können die magnetischen Bleche ungefähr 10 bis 40% der Breite der magnetischen Matrix 6 besetzen, und zwar in der Anreihrichtung der gerillten Platte, und vorzugsweise besetzen diese magnetischen Bleche ungefähr 30 bis 35 % der Breite der magnetischen Matrix 6, um ausreichend wirksame Magnetfeldwerte zu erhalten, um die Magnetpartikel von ultrafeiner Partikelgröße und geringer Empfindlichkeit, welche in dem Erzschlamm vorliegen, abzutrennen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einstellen des Magnetfeldes, welches in einem Starkfeldmagnetabscheider des zuvor beschriebenen Typs erzeugt wird, welches einen ersten Schritt des Berechnens eines Zielmagnetfeldes umfasst, welches von dem Magnetabscheider erzeugt werden muss, um die gewünschte Leistung von magnetischer Abscheidung abhängig von dem in den Abscheider zu führenden Erzschlamm zu erhalten.
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Als nächstes ist es notwendig abzuschätzen, welcher Teil der Breite der magnetischen Matrix durch die gerillten Platten 21 besetzt sein muss und welcher Teil der Breite der magnetischen Matrix durch die magnetischen Bleche 14 zu besetzen ist. Diese Größenfestlegung wird ebenfalls unter anderen Parametern von dem Abstand 18 abhängen, welcher zwischen den gerillten Platten 21 angelegt wird. Nach der Berechnung dieser Werte wird das Gehäuse der magnetischen Matrizes des Abscheiders mit einer Menge von gerillten Platten 21 und magnetischen Bleche 14 entsprechend dem Ergebnis der Berechnung gefüllt, was die Erzeugung des berechneten Zielmagnetfeldes erlaubt.
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Das Füllen des Anteils der Matrizes, die zu den magnetischen Bleche 14 bestimmt sind, kann mit ein oder mehreren Bleche mit verschiedenen Dicken untergebracht in verschiedenen Bereichen innerhalb der gerillten Platten oder an den beiden Enden des Gehäuses, wo diese Platten in der Anreihrichtung angeordnet sind, durchgeführt werden.
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Die Konsequenz des Ersetzens des Luftabstandes, welcher eine hohe magnetische Reluktanz präsentiert, durch Bleche aus hoch durchlässigem Stahl resultiert in einer Erhöhung der Gesamtpermeabilität der magnetischen Schaltung, was folglich mehr Kraftlinien erleichtert und diese durchlässt.
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Nachdem ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, sollte es verstanden werden, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung andere mögliche Ausführungsformen umfasst und nur durch den Inhalt der beigefügten Patentansprüche beschränkt ist, welche deren möglichen Äquivalente einschließt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3830367 [0003]
- CA 717830 [0003]
