DE1273452B - Wechselstrom-Magnetscheider - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CI.:

B 03 c

Deutsche KL: Ib-7

Nummer: 1 273 452

Aktenzeichen: P 12 73 452.0-24 (A 52516)

Anmeldetag: 17. Mai 1966

Auslegetag: 25. Juli 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstrom-Magnetscheider mit einem umlaufenden magnetischen Feld, welches durch eine oder vorzugsweise mehrere konzentrische statorförmige Wicklungen induziert wird.

Es ist bereits ein Wechselstrom-Magnetscheider zur Konzentrierung magnetischer Eisenerze bekannt, der eine von einer statorähnlichen Mehrphasenwicklung gebildete, ein umlaufendes Magnetfeld aufweisende und im wesentlichen horizontal ausgerichtete Öffnung besitzt, in deren unteren Teil das Rohmaterial mittels einer Fördereinrichtung eingebracht wird und in deren oberen Teil eine Einrichtung zum Sammeln und Abführen der durch die Wirkung des umlaufenden magnetischen Feldes bewegten magnetischen Erzteilchen vorgesehen ist.

Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht vor allem darin, daß der praktische Einsatz auf Grund des hohen Energieverbrauchs aus Kostengründen weitgehend beschränkt ist und nasses, gemahlenes Erz vor der Scheidung unbedingt getrocknet werden muß, da sonst die Einrichtung nicht in der gewünschten Weise arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist, einen neuen, verbesserten Mehrphasen-Wechselstrom-Magnetscheider ohne sich bewegende Teile zu schaffen, der für das umlaufende Magnetfeld nur einen relativ niedrigen Energieeingang erfordert und zur nassen Trennung geeignet ist, so daß er speziell für die Sortierung feinkörniger magnetischer Erze ohne Vertrocknung verwendet werden kann.

Bei einem Wechselstrom-Magnetscheider zur Aufbereitung magnetischer Eisenerze mit einer statorähnlichen Mehrphasenwicklung gebildeten, ein umlaufendes magnetisches Feld aufweisenden und im wesentlichen horizontalen Öffnung innerhalb der Wicklung, einer Einrichtung zur Beförderung des Eisenerzes durch den unteren Teil der Öffnung sowie einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen der durch den oberen Teil der Öffnung durch die Wirkung des rotierenden magnetischen Feldes bewegten Erzteilchen wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein den Energieverbrauch reduzierender Eisenkern konzentrisch in der Öffnung angebracht ist und zusammen mit der Wicklung einen ringförmigen Raum bildet.

Vorzugsweise wird eine Mehrzahl mehrphasiger statorähnlicher Wicklungen konzentrisch angeordnet, um eine Anzahl konzentrischer ringförmiger Öffnungen zwischen ihnen zu bilden, die jeweils ein umlaufendes Magnetfeld aufweisen, wobei jede Öffnung mit einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen Wechselstrom-Magnetscheider

Anmelder:

Allis-Chalmers Manufacturing Company,

West Allis, Wis. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs

und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,

Patentanwälte,

8000 München 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:
Calvin Leo Stevenson, Denver, CoI.;
Thomas Peter Ackerman, Cedarburg, Wis.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 17. Mai 1965 (456 398) ■

der magnetischen Erzteile versehen ist, die in den oberen Teil der jeweiligen Öffnungen durch die Wirkung der umlaufenden Magnetfelder bewegt worden sind.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer speziellen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wechselstrom-Magnetscheiders,

F i g. 2 eine Endansicht desselben Scheiders und

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wechselstrom-Magnetscheiders. Sie umfaßt zwei wasserdichte ringförmige statorartige Wicklungen 10 und 11. Obgleich jede Art von Wasserabdichtung ausreichend sein würde, hat sich herausgestellt, daß die Einkapselung der Wicklungen mit einem Epoxydharz am besten geeignet ist.

Wie dargestellt, sind die Statorwicklungen 10 und von gleicher Länge und derart konzentrisch ineinandergeschoben, daß zwischen ihnen ein ringförmiger Raum 12 entsteht. Es kann jede geeignete Abstützung verwendet werden, um die beiden Wicklungen in ihrer Lage zu halten.

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In der Achse der beiden Statorwicklungen 10 und 11 ist ein zylindrisch geformter Metallkern 14 angeordnet, der durch geeignete Abstützungen 15 in seiner Stellung gehalten wird, um einen zweiten ringförmigen Raum 16 zu schaffen. Der Kern 14 ist vorgesehen, um das Steuerfeld zu reduzieren und besteht folglich vorzugsweise aus laminiertem Eisen oder Stahl, er kann jedoch auch aus massivem Stahl oder Eisen bestehen.

Die Entleerungsrinnen 17 und 18 sind in den beiden ringförmigen Räumen 12 und 16 horizontal angeordnet. Die Rinnen sind dicht an den Seitenwänden befestigt, die den Ringraum bilden. Die Rinnen sollten etwa in der Mittelebene an der Seite angeordnet sein, wo das von den beiden Wicklungen 10 und 11 erzeugte magnetische Feld eine Bewegung der magnetischen Partikeln in Abwärtsrichtung bewirkt.

Im äußeren Ringraum 12 ist eine größere horizontale Rinne 19 eingepaßt, welche die Erzaufschlämmung durch den unteren Teil der beiden ringförmigen Räume 12 und 16 hindurchträgt. Die Seiten der Rinne 19 sollten hoch genug sein, um die Aufschlämmung auch durch den ringförmigen Raum 16 hindurchgehen zu lassen.

Beim Betrieb sind die beiden Statorwicklungen 10 und 11 an eine nicht dargestellte Quelle eines mehrphasigen Wechselstromes über die drei Leitungen 20 angeschlossen. Die Kondensatoren 21, 22 und 23 sind in der Schaltung in Delta-Form angeordnet, um eine kontrollierte Phasenverschiebung zu gewährleisten.

Der durch die Statorwicklungen fließende Wechselstrom erzeugt umlaufende Magnetfelder, die eine Bewegung der magnetischen Partikeln innerhalb der ringförmigen Räume 12 und 16 bewirkt, wie es durch die Pfeile in Fig. 2 gezeigt ist. Das anzureichernde nasse gemahlene Erz wird durch die Rinne 19 in den unteren Teil eines jeden der ringförmigen Räume gewaschen. Hier beeinflussen die umlaufenden magnetischen Felder die magnetischen Partikeln und bewirken, daß sie sich an den ringförmigen Wandungen in einer Richtung entgegengesetzt zu der des sich bewegenden Magnetfeldes nach oben bewegen, bis ihre Bewegung durch die Rinnen 17 und 18 gestoppt wird.

Die Faktoren, die diese Bewegungen in einem mehrphasigen Wechselstromfeld bewirken und hervorrufen, sind bekannt. In den Rinnen 17 und 18 wäscht frisches Wasser von den Ventilen 24 und 25 das Konzentrat aus den ringförmigen Räumen 12 und 16, so daß es in irgendeiner erwünschten Weise gesammelt werden kann. Die Gangart-Teilchen werden durch die ringförmigen Räume gewaschen und verbleiben in der Rinne 19.

Die drei Rinnen 17, 18 und 19 sollten wenigstens in der Nähe des magnetischen Feldes vorzugsweise aus einem nichtmetallischen Material, wie beispielsweise Fiberglas oder Kunststoff, bestehen. Hierdurch soll verhindert werden, daß die Rinnen selbst magnetisiert werden und Teilchen anziehen und die Fließfähigkeit einschränken. Innerhalb des ringförmigen Raumes 12 sollte die Rinne 19 so dünn sein wie es praktisch möglich ist, so daß sich die Wicklung 11 so nahe wie möglich an dem Erz befindet.

Die Kanten der Rinnen 17 und 18, über die sich die angezogenen Teilchen bewegen, können geschärft sein, so daß die Kantenfläche nicht senkrecht zur Bewegungslinie der Teilchen verläuft, um es diesen zu gestatten, sich leicht in die Rinnen zu bewegen. Es könnte sonst ein beträchtlicher Verlust an Konzentrat durch Teilchen auftreten, die von den Kanten der Rinne 17 und 18 zurückprallen und dann auf den Boden fallen.

Durch die Verwendung mehrerer konzentrischer Statoren und des Kerns 14 wird eine Reihe von konzentrischen schmalen magnetischen Zwischenräumen oder Spalten erzeugt, die zusammengenommen dazu dienen, den Streufluß zu verringern. Folglich erstrecken sich die Flußlinien direkt über den Zwischenraum (oder parallel zum Zwischenraum) anstatt daß sie die Enden des Stators umschließen.

Da dieser magnetische Scheider ein magnetisches Feld in einem relativ großen Luftspaltvolumen verglichen mit einem Ε-Motor erzeugen soll, würde der Energie- oder Leistungsfaktor normalerweise sehr niedrig sein. Folglich sind die Kondensatoren 21, 22 und 23 eingebaut, um den Energie- oder Leistungsfaktor durch Hauptkorrektion der Phasenverschiebung zu erhöhen.

Da bei dem vorher beschriebenen Magnetscheider keine Sammlung von Mittelgut vorgesehen ist, kann es erwünscht sein, die Erzzuführung auf etwa 100 °/o Aufschlußkorngröße zu mahlen. Dieses würde natürlich wahrscheinlich in allen Fällen erforderlich sein, wo äußerst feinkörnige Erze behandelt werden sollen. Falls jedoch etwas gröbere Erze behandelt werden sollen, könnte es erwünscht sein, ein Zwischenprodukt bzw. Mittelgut zu gewinnen, um die Kosten zu reduzieren. Dieses kann bis zu einem gewissen Ausmaß geschehen, indem der Austrag aus der Rinne 19 einer magnetischen Nachtrennung unterworfen wird. Die Stärke der Magnetfelder, die hierzu erforderlich sind, könnte nicht groß genug sein, um die Schwerkraft der Mittelgutteilchen zu überwinden und sie aus dem Zuführungswasser herauszuheben. Während sie sich in dem Wasser befinden, wurden jedoch derartige Teilchen zu dem Stator angezogen werden und sich dann entgegengesetzt der Richtung zu dem sich bewegenden magnetischen Feld bewegen, d. h. zur linken Seite, gesehen in Fig. 2. Falls.daher, wie in F i g. 3 dargestellt, eine Wand 26 an der Auslaßseite der Rinne 19 befestigt ist, um den Entladungs- oder Abführungsstrom von dem Scheider aufzuteilen und den linken oberen Teil des Stromes in eine getrennte Bahn abzuleiten, kann ein Zwischenprodukt erhalten werden. Dieses Zwischenprodukt könnte dann wieder gemahlen und getrennt werden. Es könnte sogar möglich und erwünscht sein, zwei getrennte Zwischenprodukte zu sammeln, eines links von der Mitte, wie in F i g. 3 dargestellt, und ein angereichertes Konzentrat eben unterhalb der Wasseroberfläche. Das Zwischenprodukt geringerer Qualität könnte dann wieder gemahlen werden, während das mit höherer Qualität dem Konzentrat hinzugefügt werden könnte.

Die Kapazität des magnetischen Scheiders wird von der Geschwindigkeit bestimmt, mit der die Partikeln von dem Zuführungswasser entfernt werden. Falls zuviel Material dem Scheider zugeführt wird, würden die Zwischenräume zwischen den Statoren sowie zwischen Stator und Kern verstopft werden. Folglich kann die Kapazität erhöht werden, indem der Zwischenraumabstand und/oder die Geschwindigkeit des magnetischen Feldes vergrößert oder erhöht werden. Durch Vergrößerung des Zwischenraumes

oder Spaltes kann jedoch die Gewinnung teilweise beeinträchtigt werden, da die Intensität des Magnetfeldes verringert wird. Weiterhin bewirkt die Steigerung der Geschwindigkeit ebenfalls eine gewisse Beeinträchtigung der Gewinnung und des Leistungsfaktors. Für optimale Gesamtresultate sollten Zwischenräume von etwa 6,3 bis 12,6 mm und Geschwindigkeiten von etwa 1800 UpM zufriedenstellend sein.

Falls die inneren ringförmigen Zwischenräume auf Grund von Erzsedimentation oder -ablagerung in dem Zuführungswasser nicht mit voller Kapazität arbeiten, könnte dieses korrigiert werden, indem der Abstand in den inneren ringförmigen Zwischenräumen verändert wird oder indem das Zuführungswasser aufgerührt wird, um eine Erzablagerung zu verhindern, oder indem getrennte Zuführungströge in jedem ringförmigen Raum vorgesehen werden. Es kann weiterhin wünschenswert sein, Abschirmungen über den ringförmigen Räumen an den Enden des Scheiders oberhalb des Wasserspiegels vorzusehen, um einen Verlust an magnetischen Partikeln zu vermeiden, die aus den ringförmigen Räumen fallen, bevor sie in den Rinnen gesammelt werden können. Der Scheider könnte abgewandelt werden, um trockenes Erz zu behandeln, indem nur eine Wicklung verwendet und diese mit einer ausreichenden Neigung angeordnet wird, so daß die Materialien sich dahindurch wälzen oder rollen. Es ist weiterhin selbstverständlich, daß der Separator ohne den Kern 14 betrieben werden kann, falls dieses erwünscht ist. In diesem Fall könnte das Erz durch die zylindrische Öffnung hindurchpassieren. Jedoch würde ohne den Kern der größere Luftspalt oder -Zwischenraum zu schwächeren Leistungsfaktoren führen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   einer statorähnlichen Mehrphasenwicklung gebildeten, ein umlaufendes Magnetfeld aufweisenden und im wesentlichen horizontal ausgerichteten Öffnung, einer Einrichtung zur Beförderung des Eisenerzes durch den unteren Teil der Öffnung sowie einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen der durch die Wirkung des umlaufenden magnetischen Feldes in den oberen Teil der Öffnung bewegten magnetischen Erzteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Energieverbrauch reduzierender Eisenkern (14) konzentrisch in der Öffnung angebracht ist und zusammen mit der Wicklung einen ringförmigen Raum bildet.
2. 2. Wechselstrom-Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl konzentrisch angeordneter statorähnlicher Mehrphasenwicklungen (10, 11) vorgesehen ist, daß diese Wicklungen zusammen mit dem Kern (14) mehrere konzentrische, ringförmige und jeweils ein umlaufendes Magnetfeld aufweisende Öffnungen (12, 16) bilden und daß in jeder Öffnung Einrichtungen zum Sammeln und Abführen der durch die Wirkung des umlaufenden magnetischen Feldes in den oberen Teil der Öffnung bewegten magnetischen Erzteilchen vorgesehen sind.
3. 3. Wechselstrom-Magnetscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die statorähnlichen Mehrphasenwicklungen jeweils wasserdicht sind und daß die Fördereinrichtung (19) einen zum Waschen des nassen Eisenerzes dienenden Trog aufweist, wobei durch den unteren Teil der Öffnung bzw. der Öffnungen Wasser geleitet ist.
4. 4. Wechselstrom-Magnetscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog nicht metallisch ist.

   1. Wechselstrom-Magnetscheider zur Aufbereitung magnetischer Eisenerze mit einer von In Betracht gezogene Druckschriften:
   UdSSR-Patentschriften Nr. 82482, 125 206.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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