DE2159525A1

DE2159525A1 - Method for separating magnetic particles within an ore and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE2159525A1
Application number: DE19712159525
Authority: DE
Inventors: Frank Fulton State College Pa.; Todd Timothy Mansfield Marietta Ohio; Aplan (V.StA.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1970-12-07
Filing date: 1971-12-01
Publication date: 1972-06-15
Also published as: CA969134A; CH548228A; BE776307A; FR2116569B1; AU474355B2; AT319157B; JPS4711803A; BR7108062D0; FR2116569A1; IT945315B; AU3650771A; ZA718142B; GB1379394A; LU64405A1

Description

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- 1 ,r-r -· 25. November 1971- 1, rr - November 25, 1971

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Union Carbide Corporation, 2?o Park Avenue, New York, U.S.A.Union Carbide Corporation, 2? O Park Avenue, New York, U.S.A.

Verfahren zur Trennung magnetischer Partikel innerhalb eines Erzes und Gerät zur Durchführung des VerfahrensMethod for separating magnetic particles within an ore and device for carrying out the method

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät für die Trennung von magnetischen Partikeln von einem Erzmaterial mittels der Vervrendung von supraleitenden Magneten.The invention relates to a method and an apparatus for the separation of magnetic particles from an ore material by the use of superconducting magnets.

Eine große Vielzahl von metallurgischen Prozessen wird angewendet, um wertvolle Metalle oder andere Bestandteile von verschiedenen Materialien zu trennen. Ein Gebiet von jüngster Aktivität richtet sich auf die Verwendung von Permanentmagnet- und Elektromagnet-Separatoren, wie z.B. Naßtrommelmagnet-Separatoren, für diesen Zweck. Das am häufigsten verwendete System dieser Art zur Naßtrennung von Erzen ist in der Lage, nur verhältnismäßig schwache Magnetfeldstärken zu erreichen (d.h. mit einer Größe von 12oo bis 2f?oo Gauß), und sie sind deswegen nur für stark magnetisches Material verwendbar.'Andere Systeme, die TrockenmagnetSeparatoren verwenden, wie z.B. der Kreuzriemen und der induzierte Rollenseparator, können Feldstärken bis zu 18 ooo Gauß erzeugen, aber sie sind aufwendig in der Herstellung und teuer in der Unterhaltung infolge der niedrigen Arbeitslastkapazität. Obwohl andere Magnetsysteme mit hoher Feldstärke für Naßtrennanwendungen entwickelt wurden, sind sie im allgemeinen unzureichend für die kommerzielle Anwendung, wenn Erze mit niedrigem Wert verarbeitet werden müssen, da diese Systeme keinen hohen Durchfluß von Eisenerz erreichen,A wide variety of metallurgical processes are used to transform valuable metals or other constituents from various Separate materials. One area of recent activity has been the use of permanent magnet and electromagnetic separators, such as wet drum magnet separators, for this purpose. The most frequently used system of this type for wet separation of ores is able to to achieve only relatively weak magnetic field strengths (i.e. with a size of 12oo to 2f? oo Gauss), and they are therefore only suitable for strongly magnetic material. Others Systems that use dry magnet separators, such as the Cross belts and the induced roller separator can generate field strengths of up to 18,000 Gauss, but they are expensive to manufacture and expensive to maintain as a result of the low workload capacity. Although other high field magnet systems have been developed for wet cutting applications, are they generally inadequate for commercial use, when ores of low value need to be processed, since these systems do not achieve a high flow of iron ore,

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der notwendig ist, um wertvolle Metalle, die darin enthalten sind, ökonomisch zu trennen. Daher wurden andere Trennprozesse, wie z.B. der Flotationsprozeß, verwendet, um diese Erze niedrigen Wertes zu verarbeiten.which is necessary to economically separate valuable metals contained therein. Therefore, other separation processes were such as the flotation process, is used to process these low value ores.

Ein System, das in der Lage ist, magnetische Feldstärken hoher Intensität zu erzeugen, ist nötig, um sehr schwach magnetische Partikel von Erzmaterialien, wie z.B. "nicht-magnetische" Eisenerze (auch als schwach magnetisch bezeichnet) zu trennen,A system that is capable of generating high magnetic field strengths To generate intensity is necessary to be very weakly magnetic Particles of ore materials such as "non-magnetic" To separate iron ores (also known as weakly magnetic),

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und schwach paramagnetisch^ Materialien von (magnetischen Materialien. Daher wird in der Industrie ein Verfahren stark benötigt, daß die Verwendung von hochintensiven Feldern mit der Fähigkeit verbindet, dauernd große Mengen von Eisenerzmaterial zu verarbeiten. Es ist das Ziel dieser Erfindung, sowohl ein Verfahren als auch ein Gerät zur Anwendung des Verfahrens zu liefern, das dies erreicht. .and weakly paramagnetic ^ materials of (magnetic materials. Therefore, a method is strongly required in the industry that combines the use of high intensity fields with the ability to consistently remove large quantities of iron ore material to process. It is the aim of this invention to have both a Method as well as a device for applying the method deliver that achieves this. .

Insgesamt gesehen bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren und ein Gerät für die Trennung von wertvollen magnetischen Metallen oder magnetischen Mineralien von einem Erzmaterial auf einer fortlaufenden Basis. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, bei dem ein Erzmaterial, vorzugsweise gemischt mit einem flüssigen oder gasförmigen Träger, durch eine bestimmte Zone hindurchgeführt wird, wie z.B. einen hohlen Teil, das wiederum von einem magnetischen Feld beaufschlagt wird, das mittels eines supraleitenden Magneten erzeugt wird, und das eine Feldstärke und einen Feldgradienten besitzt, so daß die stärker magnetischen Partikel innerhalb des Erzes an den Rand der Zone gezogen werden, während die weniger magnetischen Partikel im wesentlichen in dem Zentrum dieser Zone verbleiben. Die Anpassung von sowohl der Feldstärke als auch desOverall, this invention relates to a method and a device for the separation of valuable magnetic metals or magnetic minerals from an ore material on a rolling basis. In particular, the invention relates to a process in which an ore material, preferably mixed with a liquid or gaseous carrier, is passed through a specific zone, such as a hollow one Part that is in turn acted upon by a magnetic field that is generated by means of a superconducting magnet, and that has a field strength and a field gradient, so that the more magnetic particles within the ore are drawn to the edge of the zone, while the less magnetic Particles remain essentially in the center of this zone. The adjustment of both the field strength and the

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Feldgradienten kann ohne die Zufügung von Komponenten erreicht werden, die in der festgelegte Zone angeordnet v/erden, wie es gewöhnlich der Fall ist, wenn herkömmliche Eisenmagneten verwendet werden. Nach dem Passieren des Erzes durch die unbehinderte begrenzte Zone hindurch über eine ausreichende Länge _s um im wesentlichen alle gewünschten magnetischen Partikel an die peripheren Teile der Zone zu trennen, trennt ein mechanischer Scheider innerhalb der festgelegten Zone die magnetischen Partikel von den nicht magnetischen Partikeln, woBuf diese darm in geeigneter Weise gesammelt werden. Eine magnetische Feldstärke von mehr als 15 ooo Gauß, oft mehr als 2o ooo Gauß, ist ira allgemeinen notwendig, um Erze mit niedrigem Viert zu bearbeiten. Diese hohen Feldstärken werden leicht erreicht mittels der Verwendung eines supraleitenden Magneten, die kürzlich wichtige technische Verbesserungen erfahren haben. Diese Magneten üben eine plötzliche und starke Vergrößerung der elektrischen Leitfähigkeit aus, wenn\ ifire Betriebstemperaturen den absoluten Nullpunkt annähern, wobei derartige Temperaturen gewöhnlich zwischen ungefähr o,5°K und etwa 18°K liegen, und vorzugsweise zwischen ungefähr 3»o°K und ungefähr 6,o°K.Field gradients can be achieved without the addition of components placed in the designated zone as is usually the case when conventional iron magnets are used. After the ore has passed through the unobstructed confined zone for a sufficient length _s to separate substantially all of the desired magnetic particles at the peripheral portions of the zone, a mechanical separator within the defined zone separates the magnetic particles from the non-magnetic particles, woBuf these intestines are collected in a suitable manner. A magnetic field strength of more than 15,000 Gauss, often more than 2o,000 Gauss, is generally necessary to process ores with a low fourth. These high field strengths are easily achieved through the use of a superconducting magnet which has recently undergone important technical improvements. These magnets exert a sudden and strong increase in electrical conductivity when operating temperatures approach absolute zero, such temperatures usually being between about 0.5 ° K and about 18 ° K, and preferably between about 3 ° K and about about 6, o ° K.

Supraleitende Magneten wurden hergestellt, indem Draht oder Band zu einer leitenden Konfiguration gewickelt wurde* Kürzlichere Entwicklungen umschließen aber auch die Herstellung eines solchen Magneten mittels . Überlagerung von Schichten, die ein supraleitendes Material enthalten, abwechselnd mit Schichten, die aus einem nicht supraleitenden Material bestehen. Die supraleitenden Schichten enthalten jeweils eine Struktur von mikroskopischen Partikeln, die in sich gegenseitig verriegelnder Beziehung zueinander* stehen, wobei die Flache zwischen den gebundenen Partikeln eine kontinuierliche Matrix von metallischem Material bildet, das supraleitende Eigenschaften besitzt.Superconducting magnets were made by wrapping wire or tape into a conductive configuration * But recent developments include making one as well such magnets by means of. Overlaying layers that contain a superconducting material, alternating with layers, which consist of a non-superconducting material. The superconducting layers each contain a structure of microscopic particles that are in a mutually locking relationship to one another *, the area between the bound particles forms a continuous matrix of metallic material that has superconducting properties.

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Eine Anzahl von metallischen Materialien ist geeignet, in dieser Art von supraleitenden Magneten verwendet zu werden, z.B. Niobium, Zinn, Zirkonium, Aluminium, Vanadium und Silizium. Die dazwischen liegenden nicht supraleitenden Schichten sind jeweils vorzugsweise aus einem normalerweise leitenden Material zusammengesetzt, wie z.B. Kupfer, und aus einem elektrischen Isolator, wie z.B. Tonerde. Da diese Schichten in verschiedenen geometrischen Formen hergestellt werden können, wie in den US-Patenten No. 3 4o1 o49 und No. 3 44o 585 beschrieben wurde, kann ein supraleitender Magnet mit praktisch jeder geometrischen Konfiguration hergestellt werden. Zum Zwecke dieser Erfindung ist eine zylindrische Konfiguration vorzuziehen.A number of metallic materials are suitable for use in this type of superconducting magnet, e.g. Niobium, tin, zirconium, aluminum, vanadium and silicon. The intervening non-superconducting layers are each preferably composed of a normally conductive material such as copper and an electrical one Insulator, such as alumina. Since these layers can be made in various geometric shapes, such as in the U.S. Patents No. 3 4o1 o49 and No. 3 44o 585 was described, For example, a superconducting magnet can be made with virtually any geometric configuration. For the purpose of this invention a cylindrical configuration is preferred.

Das in dieser Erfindung angewendete Trägermedium, um das Erzinaterial durch das magnetische Feld zu transportieren, ist vorzugsweise eine nichtreaktive Flüssigkeit oder ein nichtreaktives Gas, wie z.B. Wasser oder Luft. Andere inerte Gase, wie z.B. Argon, Stickstoff, Helium oder dergleichen können ebenfalls zufriedenstellend für diese Erfindung angewendet werden. Das Trägermedium ist lediglich dazu gedacht, als ein Vehikel für das Erzmaterial zu dienen, so daß das Erz durch Schwerkraft zugeführt und/oder durch die festgesetzte Zone gepumpt werden kann in einer stromartigen Weise, woraufhin das magnetische Feld in der Zone auf das Erz wirken kann, um die darin enthaltenen magnetischen von den nicht magnetischen Partikeln zu trennen. Nicht magnetische Partikel sollen Partikel bedeuten, die weniger magnetisch sind als magnetische Partikel, deren Trennung von dem Erz gewünscht wird. Nach einer wesentlichen magnetischen Trennung der Partikel wird das Trägermedium mechanisch in zwei Teile geteilt, wobei eins die magnetischen Partikel und das andere die nicht magnetischen Partikel enthält. Danach wird dasThe carrier medium used in this invention to carry the mineral material to be transported through the magnetic field is preferably a non-reactive liquid or a non-reactive one Gas, such as water or air. Other inert gases such as argon, nitrogen, helium or the like can also be used can be satisfactorily applied to this invention. The carrier medium is only intended as a vehicle for the To serve ore material so that the ore can be gravity fed and / or pumped through the set zone in a current-like manner, whereupon the magnetic field in the zone can act on the ore, around those contained therein to separate magnetic from non-magnetic particles. Non-magnetic particles are supposed to mean particles that are less are magnetic as magnetic particles whose separation from the ore is desired. After a substantial magnetic Separation of the particles, the carrier medium is mechanically divided into two parts, one being the magnetic particles and the other other that contains non-magnetic particles. After that, that will

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die magnetischen Partikel enthaltene Teil des Trägermediums in geeigneter Weise aufgefangen und weiter verarbeitet mit Hilfe herkömmlicher Vorrichtungen, um die wertvollen Metalle und/oder Mineralien, die darin enthalten sind, zu extrahieren. Die Geschwindigkeit des Erz transportierenden Trägermediums durch die magnetische festgelegte Zone ist variabel und hängt unter anderem von der Größe der festgelegten Zone, der Dichte der magnetischen Partikel innerhalb des Erzes, die Größe der behandelten Partikel und die Feldstärke und der Feldgradient des angewendeten magnetischen Feldes. Im allgemeinen sollte die · Geschwindigkeit so angepaßt werden, daß das magnetische Feld genügend Zeit hat, um im wesentlichen die magnetischen Partikel von den nicht magnetischen Partikel in dem Erz tragenden Trägermedium zu trennen, bevor das Medium mechanisch geteilt und danach getrennt aufgefangen wird. Es ist auch-möglich, die Stelle und die Größe der mechanischen Teilervorriehtung innerhalb der magnetisch festgelegten Zone zu verändern, um sie mit der magnetischen Partikeldichte und Größe, mit der Flußgeschwindigkeit des Trägermediums, und mit der magnetischen Feldstärke und dem Feldgradienten zu korrelieren, so daß im wesentlichen alle magnetischen Partikel an die Randzone des Bereichs gezogen werden, bevor der mechanische Teil erreicht wird.the magnetic particles contained in part of the carrier medium appropriately collected and further processed with the help of conventional devices to remove the valuable metals and / or Extract minerals contained in it. The speed of the ore transporting medium through the magnetic fixed zone is variable and depends, among other things, on the size of the fixed zone, the density of the magnetic particles within the ore, the size of the treated particles and the field strength and field gradient of the applied magnetic field. In general, the speed should be adjusted so that the magnetic field Has sufficient time to substantially remove the magnetic particles from the non-magnetic particles in the ore-bearing carrier medium to separate before the medium is mechanically divided and is then collected separately. It is also-possible that Place and change the size of the mechanical divider assembly within the magnetically defined zone to accommodate it the magnetic particle density and size, with the flow velocity of the carrier medium, and to correlate with the magnetic field strength and the field gradient, so that essentially all magnetic particles are drawn to the edge of the area before reaching the mechanical part.

Die genaue Partikelgröße des behandelten Erzes kann wesentlich schwanken, da sie von der jeweiligen Feldstärke, vom Feldgradienten, der Flußrate, dem Trägermedium und der verwendeten Apparatekonfiguration abhängt. Obwohl eine Partikelgröße von 1o Tyler mesh und feiner als wünschenswert gefunden wurde, ist ein enger Bereich der Partikelgrößen vorzuziehen. Z.B. sollte die Größe von groben Partikeln, die größer als too Tyler mesh sind, begrenzt werden, wodurch die größten Partikel nicht größerThe exact particle size of the ore being treated can be material vary as they depend on the respective field strength, the field gradient, the flow rate, the carrier medium and the used Device configuration depends. Although a particle size of 10 Tyler mesh and finer has been found to be desirable a narrow range of particle sizes is preferable. E.g. the size of coarse particles should be larger than too Tyler mesh are limited so that the largest particles are not larger

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sind als ungefähr drei mal die Größe der kleinsten Partikel. Die Größenveränderung von feinen Partikeln, die kleiner sind als 1oo Tyler mesh, können weit auseinander liegen, obwohl ein Verhältnis von 15·zu 1 zwischen der größten Partikelgröße und der kleinsten Partikelgröße vorzuziehen ist.are than about three times the size of the smallest particles. the Change in size of fine particles smaller than 1oo Tyler mesh, can be wide apart, though a Ratio of 15 · to 1 between the largest particle size and the smallest particle size is preferable.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der neuen Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Barstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung.Further advantages, features and possible uses of the new The invention emerges from the attached illustrations of exemplary embodiments and from the following description.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine vertikale Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Gerätes, das die Durchführung der Erfindung geeignet ist; undFig. 1 is a vertical view, partly in section, of an apparatus, that the practice of the invention is suitable; and

Fig. 2 einen Querschnitt des Gerätes der Fig. 1 entlang der Linie 2-2. ■Fig. 2 shows a cross section of the device of Fig. 1 along the Line 2-2. ■

In den Figuren ist ein Gerät 1o gezeigt, das einen supraleitenden Magneten 12 enthält, der eine hohle Röhre 14 umgibt, die eine Einlaßöffnung 16 am oberen Teil besitzt, durch die das erzhaltige Trägerraedium 15 zugeführt wird. Die Röhre 14 ist an einer Flanschplatte 18 befestigt, die wiederum an eine Platte 2o montiert ist, wobei beide Platten mit konzentrischen Öffnungen versehen sind, um eine fortlaufende Zuführung während des Arbeitsmodus des Systems durch die Öffnung zu gewährleisten. Eine zweite Röhre 22, die an der Platte 2o angebracht ist, und die mit der Röhre 14 fluchtet, um im Effekt einen fortlaufenden Schaft 24 zu liefern, durch den das magneterzhaltige Trägermedium im Randgebiet der Röhre 14 ungehindert passieren kann. DieIn the figures, a device 1o is shown, which has a superconducting Includes magnet 12 surrounding a hollow tube 14, the has an inlet opening 16 at the top through which the ore-containing support medium 15 is supplied. The tube 14 is attached to a flange plate 18, which in turn is attached to a plate 2o is mounted, both plates are provided with concentric openings to allow a continuous feed during to ensure the working mode of the system through the opening. A second tube 22 attached to the plate 2o, and which is aligned with the tube 14 to in effect provide a continuous shaft 24 through which the magnetic ore-containing carrier medium can pass unhindered in the edge region of the tube 14. the

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radialen Stangen 36 und 38 auf der Platte 2o und die radialen Stangen 39 und 4o auf dem Flansch 18 liefern die einzige Hinderung gegenüber dem Materialfluß durch den Schaft 24. Eine kleirere zylindrische Rohre 26 ist im Schaft 24 zentriert mit Hilfe eines Kragens 28, der an den Stangen 39 und 4o auf dem Flansch 18 anliegt. Diese Röhre hat eine Öffnung 3o am einen Ende und eine Ausgangsmündung 32 an dem anderen Ende, durch die das nicht magnetische Erz enthaltende Trägermedium passieren kann, das den zentralen Teil der Röhre 14 einnimmt. Das Magneterz tragende Trägermedium läuft durch den Schaft 24 und wird durch das Röhrenteil 22 dem Winkelkanal 34 zugeführt, von dem es in geeigneter Weise abgelassen und aufgefangen wird, wobei die geeigneten Vorrichtungen dazu nicht gezeigt sind.radial rods 36 and 38 on the plate 2o and the radial Rods 39 and 4o on flange 18 provide the only hindrance compared to the flow of material through the shaft 24. A smaller one cylindrical tube 26 is centered in the shaft 24 with the aid a collar 28 which rests against the rods 39 and 4o on the flange 18. This tube has an opening 3o at one end and an exit port 32 at the other end through which the non-magnetic ore containing carrier medium can pass, which occupies the central part of the tube 14. The magnetic ore carrying carrier medium runs through the shaft 24 and is fed through the tubular part 22 to the angular channel 34, from which it is drained and collected in a suitable manner, the suitable devices not being shown for this purpose.

Fig. 2 illustriert die innere Struktur der Platte 2o, der Röhre 26 und des Kanals 34 in größeren Einzelheiten. Der Kragen 28 ist fest verbunden mit der Platte 2o mittels der Stangen 36 und 38. Obwohl der Kragen 28 in der Form von zwei halbkreisförmigen Teilen gezeigt ist, kann auch eine einheitliche Struktur von praktisch jeder Form verwendet werden,falls er nicht den Fluß von Magneterz tragendem Medium unnötig behindert.Fig. 2 illustrates the internal structure of the plate 2o, the Tube 26 and channel 34 in greater detail. The collar 28 is firmly connected to the plate 2o by means of the rods 36 and 38. Although the collar 28 is in the shape of two semicircular Parts shown, a unitary structure of virtually any shape can also be used, if not the one Flow of medium carrying magnetic ore unnecessarily obstructed.

Bei der Durchführung der Erfindung wird Erzmaterial mit einem Tr-ägermedium gemischt, wie z.B. Luft oder V/asser, wird dann gepu. -vt und/oder mittels Schwerkraft durch die Öffnung 16 in die Röhre 14 geleitet. Gleichzeitig wird ein supraleitender Magnet 12 mit Hilfe nicht gezeigter, herkömmlicher Vorrichtungen in Betrieb gesetzt, um ein Magnetfeld über den Bewegungsweg des Erzes zu erzeugen. Die Feldstärke und der Feldgradient werden der jeweiligen Partikelgröße oder dem jeweiligen Partikelgrößenbereich dea zu behandelnden Erzes angepaßt, ebenso dasIn practicing the invention, ore material is mixed with a carrier medium, such as air or water, is then pu. -vt and / or by means of gravity through the opening 16 in the tube 14 passed. At the same time, a superconducting magnet 12 is made using conventional devices not shown put into operation to generate a magnetic field over the path of movement of the ore. The field strength and the field gradient are adapted to the respective particle size or the respective particle size range of the ore to be treated, likewise that

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verwendete Trägermedium, die Dichte der magnetischen Partikel, die zu trennen sind, und die Flußrate des erzhaltigen Mediums, das durch die Zone zu führen ist. Die magnetischen Partikel 11 in dem erzhaltigen Trägermedium 15 werden von der Peripherie des Schaftes 24 zu der inneren Wand der Röhre 14 gezogen, während die nicht magnetischen Partikel 13» die darin enthalten sind, nicht von dem magnetischen Feld beeinflußt werden und daher im wesentlichen im Zentrum der Röhre 14 verbleiben. Eine mechanische Trennung wird mittels der Röhre 26 erreicht, diecarrier medium used, the density of the magnetic particles, to be separated and the flow rate of the ore bearing medium to be passed through the zone. The magnetic particles 11 in the ore-containing carrier medium 15 are drawn from the periphery of the shaft 24 to the inner wall of the tube 14, while the non-magnetic particles 13 'contained therein are not influenced by the magnetic field and therefore remain substantially in the center of the tube 14. A mechanical separation is achieved by means of the tube 26, the

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so angeordnet ist, daß sief nicht magnetische. Partikel enthaltende, Trägermedium aufsammelt, während sie das Magnetpartikel enthaltende Trägermedium ungehindert passieren läßt. Abhängig von der Natur des zu behandelnden Erzes und von der Größe und von der Konfiguration des magnetischen Feldes, das von den supraleitenden Magneten 12 erzeugt wird, kann die Röhre 26 vertikal entlang der longitudinalen Achse des Schaftes 24 angepaßt werden und/oder der Durchmesser kann verändert werden, so daß er in einer optimalen Stellung zum Sammeln des erzhaltigen Trägermediums im Zentrum des Schaftes zu einer Zeit sein wird, wenn im wesentlichen alle magnetischen Partikel in die peripheren Gebiete des Schaftes zwischen der äußeren Wand der Röhre 26 und der inneren Wand der Röhre 14 gezogen wurden. Daher ist die Öffnung 3o der Röhre 26 in der Nähe des unteren Teiles des supraleitenden Magneten 12 angeordnet, um so in ,der Lage zu sein, unmittelbar das nicht magnetische Partikel enthaltende Trägermedium zu sammeln, nachdem es das magnetische Feld verlassen hat. In dieser Weise wird eine wirksame Trennung der Partikel schnell erreicht.is arranged so that it is not magnetic. Containing particles, Carrier medium collects while it allows the carrier medium containing magnetic particles to pass unhindered. Addicted on the nature of the ore to be treated and on the size and configuration of the magnetic field generated by the superconducting Magnet 12 is generated, the tube 26 can be adjusted vertically along the longitudinal axis of the shaft 24 and / or the diameter can be changed so that it is in an optimal position for collecting the ore-containing Carrier medium will be in the center of the shaft at a time when substantially all of the magnetic particles are in the peripheral areas of the shaft between the outer wall of the tube 26 and the inner wall of the tube 14 were pulled. thats why the opening 3o of the tube 26 near the lower part of the Superconducting magnet 12 arranged so as to be able to directly contain the non-magnetic particle Collect carrier medium after it has left the magnetic field. In this way there will be an effective separation of the Particle reached quickly.

Das Verfahren der Erfindung kann dadurch optimiert werden, indem die Systemkomponentenvariablen geeignet ausgewählt werden. Z.B. kann eine bessere Bewegung der Erzpartikel innerhalb des Träger-The method of the invention can be optimized by the system component variables are appropriately selected. E.g. better movement of ore particles within the carrier

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mediums erreicht werden, indem ein Trägermedium von verhältnismäßig niedriger effektiver Viskosität verwendet, wird, und/oder indem die Erzpartikel in verschiedene Größen getrennt werden, bevor sie gemäß der Erfindung verarbeitet werden. Daher kann die magnetische Feldstärke und der Feldgradient angepaßt werden, um die jeweiligen Partikelgrößen in dem Erz anzupassen, so daß die magnetischen Partikel von den nicht magnetischen oder weniger magnetischen Partikeln wirksam getrennt werden können. Ein geeignetes erzhaltiges Trägermedium kann hergestellt werden, indem die Konzentration des Erzmaterials, in dem ^ Trägermedium bei verhältnismäßig niedrigen Pegeln gehalten werden, aber nicht so niedrig, daß die Durchflußrate des Erzes durch das magnetische Feld wesentlich beeinflußt wird, wobei das magnetische Feld vorzugsweise größer als ungefähr 25 ooo Gäuß ist. Der Feldgradient kann betont und lokalisiert werden, indem ein Maxwell-Paar in das System eingeführt wird, um das von den supraleiten-mediums can be achieved by using a carrier medium of proportionately lower effective viscosity is used, and / or by separating the ore particles into different sizes before they are processed according to the invention. Therefore, the magnetic field strength and field gradient can be adjusted to match the respective particle sizes in the ore, so that the magnetic particles from the non-magnetic or less magnetic particles can be effectively separated. A suitable one ore-containing carrier medium can be produced by the concentration of the ore material in the carrier medium relatively low levels are kept, but not so low that the flow rate of the ore through the magnetic Field is significantly influenced, with the magnetic field is preferably greater than about 25,000 casts. The field gradient can be emphasized and localized using a Maxwell pair is introduced into the system in order to

zu ·
den Magneten erzeugte Feld modulieren. Eine größere Trennung der Partikel kann erreicht werden, wenn das nicht magnetische Partikel enthaltende Trägermedium, das in der Röhre 26 gesammelt wird, mindestens einmal zurückgeführt wird in den gleichen oder in einen zweiten Trenner. Dies kann erreicht werden, indem entweder parallel verbundene Separatoren hinzugefügt werden, od^r indem der ursprüngliche Separator geändert wird,, indem eine j^; Rückflußvorrichtung hinzugefügt wird, wodurch der Ausgang voni der Röhre 26 in das System zurückgeführt werden kann, ίto ·
modulate the field generated by the magnet. A greater separation of the particles can be achieved if the carrier medium containing non-magnetic particles, which is collected in the tube 26, is returned at least once to the same separator or to a second separator. This can be achieved either by adding separators connected in parallel, or by changing the original separator by adding a j ^; Reflux device is added, whereby the output from the tube 26 can be returned to the system, ί

Es ist ratsam und in einigen Fällen notwendig, Partikel hoher •magnetischer Durchflußfähigkeit von dem Erzmateriäl durch herkömmliche magnetische Separatoren zu; trennen, bevor das Erzmäterial in dem Separator der Erfindung zugeführt wird, um so zuIt is advisable and in some cases necessary to have higher particles • magnetic permeability of the ore material through conventional magnetic separators; separate before the material is fed in the separator of the invention so as to

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verhindern, daß hochraagnetische Partikel an den inneren Wänden der Röhre der Trennzone anhaften. Diese Anziehung und Aufbau von hoehmagnetischen Partikeln an den inneren Wänden würde den freien Fluß des erzhaltigen Trägermediums durch den Trenner behindern oder zurückhalten. Bei der Behandlung eines erzhaltigen Trägermediums mit Partikeln von weit verschiedener magnetischer Susceptibilität ist es ratsam, ein System anzuordnen, das aus einer Serie von magnetischen Separatoren besteht, wobei jeder Separator eine unterschiedliche Feldstärke und einen unterschiedlichen Feldgradienten besitzt, so daß jeder Partikel von unterschiedlicher magnetischer Susceptibilität anzieht.prevent highly magnetic particles from adhering to the inner walls of the tube of the separation zone. This attraction and build-up of magnetic particles on the inner walls would hinder or restrain the free flow of the ore-containing carrier medium through the separator. When treating an ore-containing carrier medium with particles of widely different magnetic susceptibility, it is advisable to arrange a system consisting of a series of magnetic separators, each separator having a different field strength and a different field gradient, so that each particle of different magnetic susceptibility attracts.

Die hohle Röhre 14 und in einem geringen Ausmaß die Röhre 26 müssen aus einem Material hergestellt sein, dag die magnetische Feldstärke des Systems nicht negativ beeinflußt. Materialien, wie z.B. Bronze, Kupfer, Aluminium und dergleichen sind gut verwendbar.The hollow tube 14 and, to a lesser extent, the tube 26 must be made of a material that is magnetic System field strength not adversely affected. Materials such as bronze, copper, aluminum, and the like are good usable.

Die Erfindung wird weiterhin durch das folgende Beispiel erläutert: The invention is further illustrated by the following example:

example

Eine Bronzeröhre, 69 cm (27 inches) lang und mit, einem inneren Durchmesser von 3,3 cm (1,3 inches), wurde innerhalb des zentralen Teils eines im wesentlichen zylindrischen supraleitenden Magneten angebracht. Der Magnet war 22,2 cm (8,75 inches) lang und hatte einen Durchmesser von 15 cm (6 inches), und war aus Niobium-Zinnwindungen hergestellt. Die Magnetanordnung wurde in flüssiges Helium (unter 4,6°κ) in einem speziell entworfenen Tieftemperaturkolben (cryogenic dewar flask) eingetaucht. EineA bronze tube, 69 cm (27 inches) long with, an inner one 3.3 cm (1.3 inches) in diameter, was located within the central portion of a substantially cylindrical superconducting Magnet attached. The magnet was 22.2 cm (8.75 inches) long and was 6 inches (15 cm) in diameter, and was made of Niobium tin turns made. The magnet assembly was in liquid helium (below 4.6 ° κ) in a specially designed Submerged cryogenic dewar flask. One

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innereninner

zweite Bronzeröhre, 6,3 cm (2,5 inches) lang, mit einenr Durchmesser von 2,5 cm (1,ο inch) wurde innerhalb der größeren Röhre gerade unterhalb des unteren Teils des supraleitenden Magneten angeordnet. Ein schwach magnetisches Eisenerz, das hauptsächlich aus Geothit und Quarz bestand, war zerbr.ochen, so daß diesecond bronze tube, 6.3 cm (2.5 inches) long, of a diameter The 2.5 cm (1.0 inch) was inside the larger tube just below the lower portion of the superconducting magnet arranged. A weakly magnetic iron ore, consisting mainly of geothite and quartz, had broken apart, so that the

und feiner Partikel durch Filter von 28 Tyler mesh¹, hindurchtreten konnten»and fine particles could pass through filters of 28 Tyler mesh ¹ »

Eine Aufschlämmung von Wasser und dem zerbrochenen Eisenerz wurde durch Schwerkraft in die größere Bronzeröhre eingeführt, wobei es durch das magnetische Feld lief, das von dem supraleitenden Magneten aufgebaut wurde. Die magnetische Feldstärke lag bei -etwa 15 ooo Gauß für dieses Erz. Das Eisenmineral, Geothit, das darin enthalten war, wurde leicht während des Verfahrens, wie oben beschrieben, gewonnen. Es wurden zwei Durchgänge durch den Trenner mit den folgenden Ergebnissen gemacht. Die Aufschwämmung mit den magnetischen Partikeln des zweiten Durchganges, das als Konzentrat bezeichnet wird, wurde analysiert und es würde gefunden, daß es 41,1 % Eisen enthielt. Die Aufschwämmung von nicht magnetischen Partikeln des zweiten Durchganges, die als Mittelkonzentrat bezeichnet werden, enthielt 32,6 % Eisen, während die Aufschwämmung von nicht magnetischen Partikeln aus dem ersten Durchgang, die als Schwanz bezeichnet wird, analytisch einen 14,3%-igen Eisengehalt aufwies. Die Gesamtgewinnung von Eisen aus dem Konzentrat plus dem Mittelkonzentrat war 83 %· A slurry of water and the broken iron ore was gravity fed into the larger bronze tube as it passed through the magnetic field established by the superconducting magnet. The magnetic field strength was -about 15,000 gauss for this ore. The iron mineral, geothite, contained therein was easily recovered during the process as described above. Two passes were made through the separator with the following results. The magnetic particle slurry from the second pass, referred to as the concentrate, was analyzed and found to contain 41.1% iron. The second pass non-magnetic particle suspension, referred to as the mid-concentrate, contained 32.6 % iron, while the first pass non-magnetic particle suspension, referred to as the tail, analytically had a 14.3% iron content exhibited. The total recovery of iron from the concentrate plus the middle concentrate was 83 %

Mit dem gleichen Erzraaterial, aber indem die Partikelgröße zwischen 28 Tyler mesh und 48 Tyler mesh begrenzt wurde, und mit dem gleichen Verfahren wie oben, wurde ein Konzentrat erreicht, das in der Analyse einen Eisengehalt von 43,8 % zeigte. Eine Analyse des Mittelkonzentrats und des Schwanzes zeigte einen Eisengehalt von 28,3 % bzw. 4,7 %. Die Gesamtgewinnung von Eisen von dem Konzentrat sowie dem Mittelkonzentrat unter VerwendungUsing the same ore, but limiting the particle size between 28 Tyler mesh and 48 Tyler mesh, and using the same procedure as above, a concentrate was obtained which analysis showed an iron content of 43.8%. Analysis of the middle concentrate and tail showed iron content of 28.3 % and 4.7 %, respectively. The total recovery of iron from the concentrate as well as the agent concentrate using

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dieses schmaleren Partikelgrößenbereiches war 93,5 %.*. Daher konnte durch Einstellung der Partikelgröße die Wiedergewinnung von Eisen verbessert werdenίthis narrower particle size range was 93.5 %. *. Therefore, by adjusting the particle size, the recovery of iron could be improvedί

Die Konzentrat gradi erung und die yj± oder gewinnung konnte ebenfalls verbessert werden, indem die Feldstärke und der FeIdgrädient optimiert und/oder indem eine Vielfachpassage durch den Separator verwendet wurde.The concentrate gradient and the yj ± or recovery could also be improved by optimizing the field strength and the field gradient and / or by using a multiple passage through the separator.

Eine große Anzahl von Erzmaterialien kann gemäß der Erfindung verarbeitet werden» solange wie das Material oder Mineral, das wiedergewonnen werden soll, empfindlich gegenüber magnetischen Einfluß ist. Einige typische Beispiele für Materialien, die von Erz entsprechend dieser Erfindung, getrennt werden können, sind. Karnotit, Chromit, Garnierit, Goethit, Hematit, Ilmenit, Monazit, Rhodochrosit, Manganodolomit, und Siederite von ihren weniger magnetischen Gruppenpartikeln, genauso wie Mangandioxydini.neral, Molybdenoxydmineral, vanadiurahaltigeA large number of ore materials can be processed according to the invention »as long as the material or mineral, which is to be recovered is sensitive to magnetic influence. Some typical examples of materials separated from ore according to this invention can, are. Carnotite, chromite, garnierite, goethite, hematite, Ilmenite, monazite, rhodochrosite, manganodolomite, and siederite from their less magnetic group particles, as well as Mangandioxydini.neral, molybdenum oxide mineral, vanadiurahaltige

Eisenmine-raleIron mines

Minerale,>Niobiumminerale und Wolframminerale von ihren jeweiligen Erzen, Pyrit von Kohle und ein nicht minerales Chromkarbid von Schlacke,Minerals,> niobium minerals and tungsten minerals of their respective Ores, pyrite from coal and a non-mineral chromium carbide from slag,

209 82 5/077 0 _ßAD ORIGINAL.209 82 5/077 0 _ßAD ORIGINAL.

Claims

■ Patent claims

1. Process for the separation of magnetically susceptible particles within an ore material characterized by the steps of

a) adding an ore material in a particulate form to a carrier medium;

b) Passing of the ore-containing carrier medium through a certain zone on which a magnetic field acts, which passes through a superconducting coil is generated so that the magnetically susceptible particles within the ore to the periphery of the zone, while the non-magnetically susceptible particles are essentially in the central area remain in the zone; and

c) mechanical separation of the peripheral magnetic particles in the ore-containing carrier medium from the central non-magnetic particles in the carrier medium.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Strength of the magnetic field generated in step b) is greater than about 15,000 Gauss.

3. The method according to claim 1, characterized in that the particle size of the ore material in the particle form in Step a) is smaller than about 10 Tyler mesh.

4. The method according to claim 1, characterized in that the Particle size of the ore material in the particular form of step a) is greater than about 100 Tyler mesh and no particle size larger than about three times the size of the smallest particles are present.

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5. The method according to claim 1, characterized in that the magnetically susceptible particles produced by the ore material should be separated from the group selected that consists of carnotite, chromite, gärnierite, goethite, hematite, Ilmenite, monazite, rhodochrosite, mangandolomite, and siderite from their less magnetic group particles, as well such as manganese dioxide minerals, molybdenum oxide minerals, vandium-containing minerals, iron minerals, niobium minerals and tungsten minerals and of their respective ores, pyrites from coal and non-mineral chromium carbides from slag.

6. The method according to claim 1, characterized in that the The carrier medium is water, air, argon, nitrogen or helium. .

7 · The method according to claim 1, characterized in that according to the following step is added to step c): d) at least one return of the non-magnetic Particle-containing carrier medium through the limited zone and then repeating step c).

8. Apparatus for performing the method according to claims 1 to 7, characterized by a first hollow part on which a magnetic field acts, which is generated by a superconducting magnet along part of its axial length is produced? a second hollow part, narrower than and concentric within the first hollow part and axially arranged below the magnetic field; and means for aligning the exit from the first and the second hollow parts in different directions.

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