DE1956111B2

DE1956111B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von Erzen

Info

Publication number: DE1956111B2
Application number: DE1956111A
Authority: DE
Inventors: James Francis Hutter; Leonard Kelly
Original assignee: SPHERE INVESTMENTS Ltd NASSAU
Current assignee: SPHERE INVESTMENTS Ltd NASSAU
Priority date: 1968-11-12
Filing date: 1969-11-07
Publication date: 1980-01-17
Also published as: GB1246844A; NL167101B; NL6916953A; MY7200119A; BE741487A; CH515748A; JPS501683B1; FI52664C; NO141741B; NO141741C; DE1956111C3; DE6943356U; ES373396A1; FR2023063A1; DE1956111A1; FI52664B; US3701419A; NL167101C; SE362018B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von unregelmäßig geformten Gegenständen verschiedener Größe, die zum Teil ein Material mit magnetischen Eigenschaften enthalten, wobei die Gegenstände durch eine Sortierzane, in der ein magnetisches Feld vorgesehen ist, auf vorgeschriebener Bahn hindurchgeführt werden, wobei die magnetischen Eigenschaften des Materials in jedem einzelnen Objekt bei seiner Bewegung durch die Sortierzone gemessen werden und entsprechend den festgestellten magnetischen Eigenschaften ein Sortiersignal erzeugt wird, das zur Erzeugung eines Bestimmungssignals dient, wodurch ggf. einzelne Objekte aus der vorbestimmten Bahn abgelenkt werden.

Ein solches Verfahren ist bereits aus der DE-PS 5 30 366 bekannt. Hiernach werden die Gegenstände durch ein elektromagnetisches oder elektrostatisches Feld hindurchgelührt, wodurch Störungen des Feldes und somit Strom- bzw. Spannungsstöße in der Induktionsleitung hervorgerufen werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die nachstehend noch näher erläuterten magnetischen Eigenschaften des zu sortierenden Materials bei weitem nicht ausreichen, als daß ihr alleiniger Einfluß auf ein statisches Feld zur Herleitung von Steuersignalen für Annahme oder Verwurf dienen kann.

Andererseits ist aus der US-PS 24 44 751 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren magnetischer Materialien bekannt, wonach nur die magnetischen Eigenschaften des Materials zur Sortierung ausgenutzt werden. Es handelt sich jedoch hierbei um die Behandlung fabrikmäßig hergestellter ferromagnetischer Stäbe, bei welchen naturgemäß die magnetischen Eigenschaften um ein Vielfaches höher sind als dies bei in der Natur vorkommenden Erzen der Fall ist. Eine Sortierung uer Erze durch die elektromotorische Kraft, die nach der genannten Patentschrift beim Durchgang des Gegenstandes durch eine Spule erzeugt wird, ist bei den oftmals äußerst geringen magnetischen Eigenschaften der Erze nicht möglich.

Das Sortieren von Erz nach den magnetischen Eigenschaften oder Kennzeichen erfordert zunächst eine nähere Betrachtung des Erztyps. Die Gesteinsbrokken, die einen Erzbestandteil enthalten, sind in ihrer Mineralogie im einzelnen sehr komplex. Ein einzelnes Gesteinsstück kann ein wertvolles oder erwünschtes Mineral und daneben Gangart in jedem beliebigen

6ö Verhältnis enthalten. Feste Lösungen, Ersatzstücke und Verunreinigungen können eher als Regel denn als Ausnahme angesehen werden, und es folgt daraus, daß die physikalischen Eigenschaften der Gesteinsbrocken schwankend und stufenweise verschieden sind. Keine zwei Erzteilchen sind gleich, und es ist daher eine Zahl von Variationen bei dem Sortierverfahren und der entsprechenden Apparatur erwünscht, um sich den verschiedenen Erzen anpassen zu können.

Um zu zeigen, wie verwickelt die Verhaltnisse bei einem einfachen Mineral liegen können, sei das Hämatit-Erz näher betrachtet. Hämatit besteht aus Alpha-Ferrioxyd (Fe^), das antiferromagnetisch ist und eine sehr schwache Remanenz besitzt. Es kann jedoch verschiedene Arten von Ferromagnetismus infolge gelegentlicher Verunreinigungen besitzen. Hämatit besteht Jedoch gleichzeitig auch aus Gamma-Ferrioxyd. sogenanntem Maghämit, und Maghämit ist ein Doppelmineral aus Oxymaghämit Fe2i7C>4 und Hydroxymaghämit HFeisoO^ Zwischen diesen Verbindungen und dem Magnetit (Fe₃O₄) existieren feste Lösungen, und alle sind in gewissem MaBe ferromagnetisch. Außerdem existiert noch eine feste Lösung von Hämatit und Ilmenit (FeTiOs), die ebenfalls ferromagnetisch ist Es bietet offensichtlich erhebliche Schwierigkeiten, Hämatiterz entsprechend zu sortieren.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß trotz der schwankenden ir<d oftmals geringen magnetischen Eigenschaften der Erze ein Sortiervorgang im Hinblick auf Annahme und Verwurf der Teile mit Sicherheit möglich ist

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß zwei verschiedene Dauermagnetfelder entgegengesetzter Polarität zur Verstärkung der magnetischen Eigenschaften des Rohmaterials an der Bahn der zu sortierenden Objekte vorgesehen sind, an denen die Gegenstände vorbeigeführt werden, so daß der in jedem einzelnen Objekt zurückbleibende Magnetismus in entsprechendem Verhältnis /ur Koerzitivkraft oder der Permeabilität des Materials steht. Hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlicli. Dabei zeigt im einzelnen

Fig. 1 die Seitenansicht einer Sortiervorrichtung herkömmlicher Art in schematischer Darstellung, in welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung einsetzbar ist,

Fig. 2 eine Rückansicht der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung, ebenfalls in schematiscncr Darstellung,

Fig. 3 die Seitenansicht einer weiteren Sortiervorrichtung in schematischer Darstellung, in welche die erfindungsgemäße Vorrichtung einsetzbar ist,

F i g. 4. 5 und 6 Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in schematischer Darstellung der Seitenansicht.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll zunächst der Stand der Technik anhand der F i g. I bis 3 kurz erläutert werden.

In den Fig. 1 und 2 trägt ein Transportband 10 Gesteinsbrocken 11 zu einer Sortiervorrichtung. Oberhalb des Bandes 10 befindet sich ein Magnet 12, der ein starkes, gleichmäßiges magnetisches Feld von hoher Stromdichte erzeugt, durch das die Gesteinsbrocken 11 sich hindurchbewegen. Der Magnet 12 ist unter Umständen nicht erforderlich. Dies hängt von der Art des zu sortierenden Erzes und seinen magnetischen Eigenschaften ab. Wenn der Magnet 12 erforderlich ist, so kann die magnetische Feldstärke und Dichte, die er erzeugt, nach der Art des zu sortierenden Erzes geregelt i>5 werden. So kann beispielsweise bei Hämatiterz die Stromdichte in der Größenordnung von 3 Kilogauß liegen.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, die Gesteinsstücke dem magnetischen Feld an einer Stelle in der Sortiervorrichtung auszusetzen, an der die Orientierung jedes Gesteinsbrockens bereits erreicht ist. Eine solche Stelle kann beispielsweise eine Gleitplatte 14 sein, die im folgenden näher beschrieben wird. Der bei 12 angeordnete Magnet wird in diesem Fall nicht benötigt. Dafür kann der Magnet besser an der mit 12a bezeichneten Stelle angeordnet sein.

Die Gesteinsstücke 11 werden von dem sich bewegenden Transportband 10 in den Lagerbehälter 15 befördert. Unter dem Einfluß der Schwerkraft bewegen sich die Gesteir-^cstücke abwärts und werden zu einem Vibrationstisch 16 gefördert, der durch einen Motor 17 in Vibration gehalten wird. Die auf der Oberfläche des Tisches 16 sich bewegenden Gesteinsbrocken bilden eine dicht gepackte, einzelne Schicht von Stücken und werden ?.uf eine Gleitplatte 14 weiterbefördert. Die Gesteinsstücke beschleunigen sich, . ährenci sie über die GieiipiäUe 14 hinuniergieiten, aber s·; behalten ihre Orientierung längs der Gleitbahn bei. Wie oben auseinandergesetzt, können die Gesteinsstücke durch ein Magnetfeld, das durch den Magneten 12a erzeugt wird, 'ich hindurchbewegen. Die Gleitplatte 14 besteht naturgemäß aus einem Materia!, das das magnetische Feld nicht merklich beeinflußt, andernfalls kann der Magnet oberhalb der Gleitplatte 14 angebracht werden.

Der untere Teil 18 der Gleitplatte 14 besteht vorzugsweise aus keramischem Material, in dem eine Anzahl von Elementen 20 zur Ermittlung des Hall-Effektes angeordnet sind. Ein solches Element ist sehr schmal; es ist in den Zeichnungen an Ende des Unterstützungsteils 20a dargestellt. Die Anzahl der Elemente 20 hängt von der Größe der Gesteinsbrocken ab. Diese werden quer zur Bahn der Gesteinsbrocken, wie dargestellt, im Abstand voneinander angeordnet. Eine Reihe von Luftblasdüsen 21 ist am Ef..le der Gleitplatte angeordnet, d. h. am Ende und in der Nähe des unteren Teils 18. Die Luftblastiusen 21 sind dicht nebeneinander quer zur Breite der Bahn angeordnet. Wie dargestellt, ist eine Luftblasdüse für jedes Bestimmungselement für den Hall-Effekt vorgesehen. Die Elemente sind in der Mitte quer zur Richtung der Luftblasdüsen angeordnei. Die Elemente zur Ermittlung des Hall-Effektes und die entsprechenden Luftblasdüsen wirken miteinander zusammen. Sie können jeweils als ein gedachter Kanal betrachtet werden, der sich quer zu der Bahn erstreckt, auf der sich die Gesteinsb^rocken bewegen.

Eine Spannungsqjelle 22 für die Elemente zur Ermittlung des Hall-EfTektcs liefert einen konstanten Stro^i für jedes Element 20, und die von jedem dieser Elemente 20 entwickelte Hall-Eftekt-Spannung wird an einen Vergleiches romkreis 23 weitergelei'et. um ein entsprechendes Signal auszulösen. Der Stromkreis 23 nimmt die Spannung, die ein Signal darstellt, das der magnetischen Eigenschaft des Materials entspricht, auf, verstärkt dieses Signal je nach den Erfordernissen und vergleicht es mit einem gewünschten Parameter, Der gewünschte Parameter ist in diesem Fall eit. vorbe stimmter Wert. Dieser Parameter kann aber variabel sein in Abhängigkeit von der Größe oder anderen Eigenschaften des betreffenden Gegenstandes. Der Stromkreis 23 liefert ein tiestimmungssignal, das dem besonderen Gesteinsbrocken in dem betreffenden gedachten Kanal entspricht. Eine Reihe von Solenoiden 24 zur Aufnahme des Ausgangssignals ist mit den entsprechenden Stromkreisen 23 verbinden: sip lip

entsprechend dem Ausgangssignal das erforderliche Betätigungssignal für das entsprechende Solenoidventil 25. ledes Solenoidventil 25 ist über eine Druckluftquelle mit dem einen Ende einer entsprechenden Rohrleitung 26 verbunden. Das andere Ende jeder Rohrleitung 26 mündet in der entsprechenden Luftblasdüse 21.

Während des Arbeitens der Vorrichtung werden Gesteinsbrocken 11, die magnetische Eigenschaften aufweisen, von dem Transportband IO in den Lagerbehälter 15 abgeliefert. Die Gesteinsbrocken werden aus i" der Bodenöffnung des Behälters 15 auf einen Vibra tionstiseh 16 wcitergelcitct. und sie bewegen sich über die Oberfläche des Tisches 16 in dichtem Abstand zueinander abwärts, worauf sie auf die Gleitplatte 14 herabfallen. Während die Gesteinsbrocken über die i^r> Gleitplatte 14 hinunterrutschen, gleiten sie über die Elemente 20 zur Ermittlung des Hall-Effektes hinüber. wobei ihre magnetischen Eigenschaften durch das Element, über das sie sich hinüberbewegen, festgestellt werden. Das Ausgangssignnl jedes Elementes 20 wird zu .'η dem entsprechenden Stromkreis 23 weitergeleitet. der dieses Signal empfängt und weiterverarbeitet, und wenn ein besonderer Gesteinsbrocken derartige magnetische Eigenschaften aufweist, daß er abgelenkt werden muß. so betätigt ein entsprechendes Solenoid 24 das entsprechende Ventil 25. welches einen Luftstrom unter Druck durch die entsprechende Rohrleitung 26 austreten läßt. Dieser Luftstrom verursacht ein Anblasen mit Hilfe der entsprechenden Düse 21. wodurch der Gesteinsbrocken abgelenkt wird. )<>

Unter dem Ende der Gleitplatte 14 befindet sich eine Trennplatte 27, die in der üblichen Weise wirkt. Sie sichert eine Trennung zwischen den Gesteinsbrocken. die auf der ununterbrochenen Fallinic auf das Transportband 28 gelangen, und denjenigen Gesteins ti brocken, die abgelenkt sind, so daß sie auf das Transportband 30 fallen. Wie ersichtlich, sortiert oder trennt die Vorrichtung nach den Fi:_\ 1 und 2 die Erzstücke nach ihrer kennzeichnenden magnetischer·, Remanenz, d. h. entsprechend der Dichte des magneti- -»n scher, Flusses, der in dem magnetischen Material zurückgehalten wird.

Die Wirkung des Magneten 12 besteht darin, die festgestellten magnetischen Eigenschaften zu verstärken, d. h. die Remanenz zu vergrößern. Daß diese ^J5 Tatsache entscheidend ist. wird durch das folgende Beispiel erläutert.

Ein kleines Stück von natürlich vorkommendem Hämaliterz von der Größe von etwa 5 χ 7.5 χ 1.9 cm Abmessungen zeigt beim Probieren mit einem Gaußme- W ter zur Bestimmung des Hall-Effektes einen Wert quer zur Oberfläche von weniger als 5 Milligauß. Dieser Wert liegt unterhalb der Grenze einer zuverlässigen Feststellung in einer Sortiervorrichtung. Wenn dieser Gegenstand einer magnetischen Stromdichte eines konstanten Feldes von 50 Gauß unterworfen wird, so beträgt die gemessene Remanenz etwa 130 Milligauß. Dies bedeutet eine Erhöhung um etwa das 26fache. Nach dem Passieren durch ein noch stärkeres Feld von etwa 3 Kilogauß weist das Stück überraschenderweise eine gleichmäßige Feldstärke von etwa 1,3 bis 1,5 Gauß, über die flache Oberfläche gemessen, auf. Dies ist eine Erhöhung von etwa dem 300fachen des ursprünglichen Werts. Das Gesteinsstück, das durch das 3Kiiogaüß-FeId sich hindurchbewegt, hat eine magnetische Stromdichte, die leicht ausreicht, um sie durch eine Vorrichtung zur Bestimmung des Hall-Effektes zum Sortieren gemäß vorliegender Erfindung zu ermitteln.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß selbst bei Verwendung eines 5-Kilogauß-Magneten die Anzie hungskraft des Hämatits mit der bloßen Hand nicht fühlbar ist. Die magnetische Kraft liegt deutlich unterhalb der Kraft, die erforderlich ist, um einen Gesteinsbrocken auszusondern. Für die Zwecke der tatsächlichen Separierung mit Hilfe eines Magneten kann die vorhandene magnetische Kraft als nichtexistierend angesehen werden.

Als weiteres Beispiel für die Vorbehandlung von Erzen, die nur schwache magnetische Eigenschaften aufweisen, sei Asbesterz erwähnt, das magnetisches Mineral gemeinsam mit Asbest enthält. Dieses Material ließ man durch ein 3-KilogaiiO-Fcld hindurchlaufen, wobei eine Vergrößerung der meßbaren magnetischen Eigenschaften um etwa das drei- bis zehnfache festgestellt wurde. Eine ähnliche Erhöhung ergab sich bei llmenitcrz und bei NickelPyrrhotiterz.

Die Vorrichtung nach den F i g. I und 2 mit dem Magneten bei 12 mag besonders geeignet sein für Erze, bei denen der Unterschied in der Remanenz zwischen dem Erz und der Gangart so groß ist. daß eine Orientierung jedes Gesteinsbrockens nicht notwendig ist. d. h. daß eine proportionale Anzeige nicht erforderlieh ist. Wenn der Magnet sich bei 12a befindet, behalten die Gesteinsbrocken die gleiche Orientierung, die sie durch das magnetische Feld des Magneten 12,-i erhalten haben, auch nach dem Felddetcktor noch bei. Infolgedessen besteht eine proportionale Beziehung /wischen dem Wert des Minerals und seiner Remanenz. Eine derartige Anordnung ermöglicht es. in der Praxis eine quantitative Grenze zu setzen, d. h. einen speziellen, gewünschten Wert als Grenzwert zwischen Annahme und Verwerfung des betreffenden Minerals.

Eine Abänderung besteht darin, den Magneten 12,; auf der entgegengesetzten Seite der Gesteinsbahn anzuordnen, d. h. oberhalb des Gesteinsstroms. Dies besitzt Vorteile und Nachteile. Es ist mechanisch erwünscht, den Magneten 12.7. wie dargestellt, unterhalb der Gleitplatte anzuordnen, da dies keine Hinderung des Gesteinsstroms mit sich bringt. Indessen nimmt die Dichte des magnetischen Flusses im Quadrat des Abstandes des Magneten in senkrechter Richtung zur Gleitplatte 14 ab. Auch die Empfindlichkeit des Felddetektors 20 nimmt im Quadrat des Abstandes in senkrechter Richtung zur Gleitplatte 14 ab. Wenn daher der Magnet i2a und der Felddetektor 20 beide auf der ' gleichen Seite des Gesieinsstromes angeordnet sind, so wird die Lage des magnetischen Materials in 'am Gesteinsbrocken in senkrechter Richtung zur Gleitplatte entscheidend. Wenn dagegen der Magnet und der Felddetektor an gegenüberliegenden Seiten des Gesteinstroms sich befinden, findet ein gewisser Ausgleich für die Unterschiede in der Lage des magnetischen Materials statt. Mit anderen Worten, die Dichte des magnetischen Flusses wächst in senkrechter Richtung zur Gleitplatte, während die Empfindlichkeit des Detektors abnimmt

In Fig.3 ist eine andere Ausführungsform für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung ist derjenigen nach F i g. 1 und 2 ähnlich, aber es ist noch eine Vorrichtung zur Messung der Gesteinsgröße und seiner Lage hinzugefügt In der Gleitplatte 14 ist eine Photodiode 32 neben dem Felddetektor 20, wie dargestellt, eingebettet Diese Photodiode ist am besten dicht unter der Oberfläche eines durchscheinenden plastischen Teiles der Gleitplat te eingebettet Gegenüber der Photodiode 32 ist eine

Gleichstrom-Lichtquelle 33 derart angeordnet, daß das Licht auf die Photodiode scheint, wenn kein Gestein sich dazwischen befindet. Die Photodiode wird verfinstert, wenn ein Gesteinsbrocken zwischen ihr und der Lichtquelle 33 hindurchfällt. Dies erzeugt ein Signal, das zu dem Vergleichsstromkreis 23 weitergeleitet wird. Das Sig.ial entspricht der GröBe und Lage oder der Zeit des Hindurchtritts des Gesteinsbrockens. Dieses Signal, das die Photodiode 32 aussendet, kann für zwei Zwecke benutzt werden. Der erste besteht in einer /cithegrcn- in /ung, d. h. i\ci\ Augenblick des Beginns und der Beendigung des Ablenkungsblasstroms zu regeln. Das Soriierungssigniil des Felddctektors liefert eine Information für die Entscheidung, ob der Blasstrom angestellt werden soll, aber ohne GröOcnangabe muß r> die Dauer des I uftstromcs durch den Zeitraum gesteuert werden, wahrend dessen ein magnetischer FiniitiB festgestellt wird. Dies wird jedoch licht immer mit der Länge des Gesteinsbrockens übereinstimmen. Auch die Zeitdauer wird nicht genau genug bestimmt sein, wenn man sich zu ihrer Bestimmung auf die magnetische Wirkung verläßt. Dies ist wichtig, wenn die Große der Gesteinsbrocken verschieden ist, und es muß dann eine genügend scharfe Unterscheidung /wischen der Feststellung der magnetischen F.igenschaftcn und der Ablenkung erfolgen. Aus diesem Grunde ist ein Zeitunterschied /wischen der Feststellung der magnetischen Eigenschaften und der Ablenkung erforderlich, und eine genaue Bestimmung dieses Zeitunterschiedes kann otfolgen. so daß der Beginn und das F.nde der in Blaswirkung genau auf jeden Gesteinsbrocken eingestellt wird. Fm Signal, das die Größe und die Stellung oder die Zeitdauer des Falles anzeigt, ist ebenfalls sehr erwünscht, wenn die Gangart einen kleineren Anteil des Materials ausmacht. Aber diese läßt sich durch magnetische Mittel nicht feststellen. Um Luft zu sparen, ist es erwünscht, die tauben Stücke fortzublasen. Dies kann jedoch nicht geschehen, wenn sie nicht durch optische Mittel feststellbar sind.

Fin zweiter Zweck des sog. Größensignals besteht *o darin, das Sortiersigna! mit der Größe des Gesteinsbrockens in Beziehung zu setzen. Mit anderen Worten kann das .Sortiersignal in irgendeiner Weise mii dem Großensignal verglichen werden, um Differenzen in der Größe der Gesteinsbrocken auszugleichen. Dies ist *5 gleichbedeutend mit der Verwendung des Großensignal zur Änderung des gewünschten Grenzwertes, um so einen Parameter für den Vergleich mit dem Sortiersignal zu schaffen.

Es ist offensichtlich, daß auch andere optische Detektoren verwendet werden können.

Die F i g. 4 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in schematischer Darstellung. Die allgemeine Vorrichtung ist ähnlich der vorher beschriebenen, und die Beschreibung wird sich in der Hauptsache mit den Unterschieden befassen.

In Fig. 4 sind zwei Magnete 35 und 36 in die Gleitplatte 14 eingebettet. Die Magneten können Permanentmagnete oder Elektromagnete sein, wie bei den vorigen Ausführungsformen, und sie können beständige Magnetfelder von entgegengesetzter Polarität erzeugen, wie dies durch die Pfeile in den Blöcken angedeutet ist, die die Magneten 35 und 36 darstellen. Diese Ausführungsform der Vorrichtung ist wertvoll, um die Unterschiede in der Koerzitivkraft zwischen einem harten Material mit hoher magnetischer Energie und einem sog. weichen Material mit geringer magnetischer Energie zu verstärken. Die Ausdrücke »hart« und »weich« sind hier nur im Hinblick auf das Phänomen der Koerzitivkraft gebraucht und beziehen sich nicht auf die gewöhnlich hierunter verstandenen physikalischen Eigenschaften.

Während die Gesteinsbrocken über die Gleitplatte 14 hinuntergleiten, passieren sie das Magnetfeld des Magneten 35 und dann das Magnetfeld von entgegengesetzter Polarität des Magneten 36. Die Dichte des magnetischen Feldes oder die Feldstärke des Magneten 35 ist für gewöhnlich größer. Das Verhältnis der leidstärken oder tier magnetischen Intensität wird so gewählt, daß man mit Vorteil den Unterschied der Magnetisierungskurven der beiden Materialien ermitteln kann. Wenn eine genügende Differenz in der Koerzitivkraft vorhanden ist. so ist es möglich, daß Induktan/cn nicht nur von verschiedener GröBe. sondern auch von verschiedener Polarität zurückbleiben.

F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform. die derjenigen nach F i g. 4 sehr ähnlich ist. In die Gleitplatte 14 sind Magnete 35 und 37 eingebettet. Der /weite Magnet 37 erzeugt ein Feld, das sich mit hoher Frequenz ändert, wie dies durch die nach beiden Seiten weisenden Pfeile angedeutet ist. Auch diese Anordnung bietet den Vorteil der verschiedenen Magnetisierungskurven der beiden Materialien, d. h. des Erzes und der Gangart. Das gleichbleibende Feld magnetisiert und das alternierende IcId entmagnetisiert das sog. weiche Material. Das Verhältnis der Feldstärken wird so eingeregelt, daß das sog. weiche Material bei seinem Durchgang durch das alternierende Feld um eine IhstercsivSehleife herumgeführt wird, die gegcr iber dem Anfang um so kleiner und enger wird, je mehr sich der Gesteinsbrocken aus dem Mittelpunkt herausbewegt. Andererseits wird die Koerzitivkraft des sog. harten Materials durch das alternierende Feld nicht erhöht; dieses Material bewegt sich mit dem rückständigen Magnetismus, der durch den /weiten Feldmagncten 35 induziert worden ist. /um Felddetektor.

F i g. f) zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. In der Nähe des Felddetektors 20 ist ein Magnet 38 angeordnet, der ein beständiges Feld erzeugt, und gegenüber hiervon ist ein Magnet 43 vorgesehen, der ein alternierendes Feld erzeugt. Diese Anordnung ist besonders dann geeignet, wenn es sich um zwei verschiedene Materialien handelt und ein deutlicher Unterschied in dem Werte H, d. h. in der Intensität des magnetischen Feldes vorhanden ist. das in jedem Fall zur Sättigung erforderlich ist.

D'e Permeabilität des Materials ist das Verhältnis von B. d. h. der magnetischen Induktionsfeldstärke oder der Dickte des magnetischen Flusses, gegenüber H, d. h. der Magnetisierkraft oder der Intensität des magnetisierenden Feldes. Bei ferromagnetischen Gegenständen ist die Permeabilität nicht konstant; sie ist vielmehr eine Funktion von H. Im einzelnen sinkt die Permeabilität auf einen sehr niedrigen Wert, wenn H hoch genug ist, um das Material magnetisch völlig zu sättigen. Die Feldstärke des Magneten 38 wird so ausgewählt, daß sie von genügender Größe ist, um lediglich eines der beiden in Rede stehenden Materialien zu sättigen, und es wird weiterhin ein schwächeres alternierendes Feld mit Hilfe des Magneten 43 darüber gelagert Der Felddetektor 20 mißt also ein alternierendes Feld, dessen Größe von der Menge der beiden Materialien abhängt. Dieses Feld kann zur Aussendung eines Sortierungssignals verwendet werden.

Im Vorstehenden sind eine Anzahl von Ausführungs-

formen der Erfindung beschrieben worden. Es ist Tatsache, daß eine Anzahl von Abänderungen möglich ist, die aus praktischen oder wirtschaftlichen Gründen erwünscht sein mögen. So kann z. B. die Ausführungsform nach Fife. 3, welche optische Einrichtungen zur Erzeugung eines Größensignals aufweist, d. h. eines Signals, das die Größe und die Lage jedes Gesteinsbrokkens angibt, mit irgendeiner der Anordnungen der Ausführungsformen der F i g. 4 bis 6 kombiniert werden. In einigen Fällen ist es lediglich notwendig, daß die Ablenkungseinrichtungen auf das Entscheidungssignal ansprechen, das dem Ausgang des Detektors oberhalb eines bestimmten Grenzwertes entspricht. In anderen Fällen kann es erwünscht sein, eine bestimmte Zeitdauer für die Ablenkungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Entseheidungssignal vorzusehen.

Um ein anderes Beispiel zu gebrauchen, das schon oben erwähnt wurde, können die Gesieinsbrocken in einer einzelnen Reihe sich bewegen, wobei ein einziges Magnetpaar, ein einzelner Felddetektor, eine einzelne Ablenkungsvorrichtung usw. vorgesehen ist. Die Gesteinsbrocken können auch in einem breiten, willkürlichen Strom sich bewegen, wie dies bereits beschrieben wurde. Um noch ein weiteres Beispiel zu gebrauchen, können die Gesteinsbrocken durch die Sortierzone auf einem Transportband anstelle der beschriebenen Gleitplattenanordnung hindurchgeführt werden; sie können von dem Transportband unmittelbar an die Ablenkungseinrichtungen abgegeben werden. Schließlich kann es erwünscht sein, mehrere Felddetektoren für jeden Kanal in einer Sortiereinrichtung mit einer breiten Bahn vorzusehen. Die Anordnung mehrerer Felddetektoren ermöglicht, daß sich die Empfindlichkeit in seitlicher Richtung quer über die Breite des Stromes auf einzelne Linien verteilt, so daß eine gegenseitige Beeinflussung durch magnetische Abschirmung vermindert wird.

In den drei folgenden Tabellen ist die Art der Empfindlichkeit beim Sortieren von F.rzen mit Vorrichtungen gemäß der Erfindung näher erläutert. Diese Tabellen zeigen eine Beziehung zwischen den magnetischen Eigenschaften eines Erzes und dem Wert desselben.

Tabelle I

Größe der Remanenz.	Prozentsatz des Eisen
gemessen mit Hilfe des	gehaltes der Stücke
Felddetektors in MilligauB
0-100	17.00
101- 200	32,25
201- 300	36,63
301- 400	38,14
401- 500	41,46
501- 600	41,67
601- 700	42,06
701 — 800	43,42
801- 900	43,42
901-1000	47,05

Tabelle I bezieht sich auf ein gebändertes Eisenerz, das Magnetit-Hämatit enthält, welches in feinen Streifen zwischen Kieselsäureschichten eingebettet ist Das Erz stammt von einem großen afrikanischen Erzlager. Die Gesteinsstücke wurden durch ein gleichbleibendes magnetisches Feld geschickt, ehe sie zu dem Felddetektor gelangten. Es handelt sich um ein Erz von niedrigem durchschnittlichen Gehalt mit einem mehr oder weniger stufenweise ansteigenden Eisengehalt von armen Stücken bis zu solchen mittleren Gehaltes.

Tabelle II	Prozentsatz des Eigen
Größe der Anzeige	gehaltes der Gruppe
in Milligauß	27,27
0- 100	29,53
101- 200	37,38
201-3300	41,00
301- 400	nicht gemessen
401- 500	nicht gemessen
501- 600	64,87
601- 700	67,28
701- 800	66,38
801- 900	67,13
901-1000

Tabelle Il bezieht sich auf ein zellenförmiges Hämatiterz aus der gleichen Gegend in Afrika, wobei die Messungen unter den gleichen Bedingungen vorgenonimen wurden.

Tabelle III	Prozentsatz des Eisen gehaltes der Gruppe
Größe der Anzeige 10 in Milligauß	29,11 32,60 62,45 68,14
0- 50 51- 100 101-1000 J5 über 1000

Tabelle 111 bezieht sich auf ein Eisenerz einer australischen Lagerstätte, das aus Hämatit mit geringen Verunreinigungen durch Teilchen eines eisenhaltigen Schiefertons bestand. Es handelt sich um ein Erz, bei dem nach Entfernung des geringwertigen Materials, d.h. des Materials, das Meßwerte unterhalb 100 Miiligauß zeigte, die übrigbleibende Gesamtmenge einen genügend hohen Gehalt aufweist, daß das Material den Lieferbedingungen unmittelbar entspricht.

Der Grenzwert von 1000 wurde gewählt, um zwischen hochwertigem und sehr hochwertigem Erz zu un terscheiden. Reiner Hämatit hat einen Eisengehalt von 70,0%. Man kann also mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung sowohl hochwertiges als auch geringerwertiges Gut aller Grade sortieren oder scheiden.

Bei Einstellung eines Grenzwertes an dem gewünschten Punkt in der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es möglich, all das Material zu verwerfen, das eine Reaktion unterhalb des eingestellten Grenzwertes zeigt So läßt sich ein rohes Eisenerz bis zu einem Grad veredeln, der das Optimum für ein wirtschaftliches Aufarbeiten der betreffenden Lagerstätte darstellt Dies läßt sich bei allen Erzen oder anderen Gegenständen durchführen, die ein Material mit magnetischen Eigenschaften enthalten.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können bei verschiedenen anderen Erzen ver- wendet werden, beispielsweise zum Sortieren eines diamanthaltigen Peridotits, der drei hauptsächliche Arten von Gangart aufweist die in der folgenden Tabelle IV als A. B und C bezeichnet sind.

Tabelle 'V Diamanthaltiger Gangart Peridotit Type A Type B Type C Empfindlichkeit

in Milligauß 15 bis 120

Durchschnittl.
Empfindlichkeit
in Milligauß 63

1 b. 4 1 b. 8 sämtl.

1.6 4.5 I

Ein weiteres Beispiel ist aus der folgenden Tabelle V ersichtlich, die sich auf Asbesterz bezieht, das eine Vereinigung von Magnetit und Asbest aufweist.

Tabelle V

	1	Aussortiertes Material	b Wert	Zurückgehaltenes	Wert
	2	Gew.-⁰/	in J	IViαici iiii Gew.-%	inj
	3		0.60		2.87
Versuch	4	37,4	0.58	62,6	3.44
Versuch	39,6	0.72	60,4	4.91
Versuch	33,0	0.71	67,0	4.69
Versuch	39,0	61,0

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Im Zusammenhang mit Tabelle V sei darauf hingewiesen, daß der Wert von Asbesterz weitgehend von der Faserlänge abhängt. Dieser Faktor ist aus Tabelle V nicht ersichtlich, die lediglich den Gehalt an Asbest in

Prozentzahlen der tatsächlich vorhandenen Fasern angibt.

Eine andere Anwendungsform der vorliegenden Erfindung ist die Entfernung von Verunreinigungen aus bestimmten Rohmaterialien. So ist für manche techni schen Zwecke Kalkstein mit einem sehr geringen Eisengehalt erforderlich. Es existieren Lagerstätten, in dene., breite Zonen von sonst brauchbarem Gestein durch die Anwesenheit enger Bänder oder Spalten von eisenhalti-Mnterial verunreinigt sind. Obwohl die Eisenkonzentration insgesamt gesehen nicht hoch ist, genügt sie trotzdem, erhebliche Anteile der Lagerstätte unverkäuflich zu machen.

Die hier beschriebene Vorrichtung ist in der Lage die eisenhaltigen Teilchen festzustellen und sie aus dem Strom des gemahlenen Steins auszusortieren, urn so eine verkäufliche Qualität des Gesteins zu erzeuget), die man früher an Ort und Stelle lassen mußte, oder die untergraben oder ais Abfall verworfen wurde, um Zugang zu einem Material besserer Qualität zu gewinnen.

Bei dieser Anwendungsart ist es nicht möglich, die Leistung der Vorrichtung zahlenmäßig im Hinblick auf das als Abfall verworfene Material unter Bezugnahme auf StgnalmeEsungen auszudrücken, da der meßbare Gehalt in allen Fällen sehr gering ist. Versuche haben !ediglich gezeigt, daß das Verfahren bei der Verminderung von Eisenverunreinigungen in Kalkstein zu annehmbaren Ergebnissen führt.

Offensichtlich läßt sich die Vorrichtung in gleicher Weise bei der Entfernung ähnlicher Verunreinigungen aus anderen industriellen Mineralien wie Clips, Feldspat und dergl. verwenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sortieren von unregelmäßig geformten Gegenständen verschiedener Größe, die zum Teil ein Material mit magnetischen Eigenschaften enthalten, bei welchem die Gegenstände durch eine Sortierzone, Ln der ein magnetisches Feld vorgesehen ist, auf vorgeschriebener Bahn hindurchgeführt werden, wobei die magnetischen Eigenschaften des Materials in jedem einzelnen Objekt bei seiner Bewegung durch die Sortierzone gemessen werden und entsprechend den festgestellten magnetischen Eigenschaften ein Sortiersignal erzeugt wird, das zur Erzeugung eines Bestimmungssignals dient, wodurch gegebenenfalls einzelne Objekte aus der vorbestimmten Bahn abgelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verschiedene Dauermagnetfelder entgegengesetzter Polarität zur Verstärkung der magnetischen Eigenschaften des Rohmaterials an der Bahn der zu sortierenden Objekte vorgesehen sind, an denen die Gegenstände vorbeigeführt werden, so daß der in jedem einzelnen Objekt zurückbleibende Magnetismus in entsprechendem Verhältnis zur Koerzitivkraft oder der Permeabilität des Materials steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Magnetfeld ein Dauermagnetfeld und das zweite Magnetfeld ein alternierendes Magnetfeld darstellt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst auf optischen Wege Jie Dimension der einzelnen Gegenstände bestim.nt und ein entsprechendes Größensignal erzeugt, das zusammen mit dem Sortierungssignal zur Erzeugung eines von diesen beiden Signalen abhängigen Bestimmungssignals dient.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem eine Sortierzone mit einem Magnetfeld zum Hindurchführen der zu sortierenden unregelmäßig geformten Gegenstände verschiedener Größe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sortierzone zwei verschiedene Magneten (35, 36) (37, 38) verschiedener Polarität zur Verstärkung der magnetischen Eigenschaften der in der Ablaufbahn (14) sich bewegenden Gegenstände (11) vorgesehen sind, wobei in einem gewissen Abstand hinter den Magneten ein Magnetfelddetektor (20,2Oa^vorgesehen ist, der ein Sortiersignal entsprechend der Koerzitivkraft der jeweiligen Gegenstände aussendet, sowie ein Vergleichsstromkreis (23) zum Vergleichen des Sortiersignals mit einem gewünschten Parameter und zur Erzeugung eines Bestimmungssignals, und daß schließlich eine Ablenkvorrichtung (21, 24, 25, 26) zum Ablenken einzelner Gegenstände aus ihrer normalen Bahn vorhanden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierzone aus einer Gleitbahn (14) besteht, die an ihrem unteren Ende den Felddetektor (20) aufweist.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Photodiode (32) an der Ablaufbahn (14) vorgesehen ist, die mit der Signalerzeugungs- und Vergleichseinrichtung (23, 24, 25) derart verbunden ist, daß das von der Photodiode (32) gelieferte Größensignal das Bestimmungssignal in Übereinstimmung mit der Größe des geprüften Gegenstandes ändert.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierzone aus einer breiten Ablaufbahn (14) besteht, an deren Ende eine Mehrzahl von Felddetektoren (20) und eine Mehrzahl hiermit in Verbindung stehender Ablenkvorrichtungen (21,25,26) vorgesehen sind.