DE2509638A1

DE2509638A1 - Abtrennungsverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung

Info

Publication number: DE2509638A1
Application number: DE19752509638
Authority: DE
Inventors: Booker W Morey; Samuel Rudy
Original assignee: Occidental Petroleum Corp
Current assignee: Occidental Petroleum Corp
Priority date: 1974-03-11
Filing date: 1975-03-05
Publication date: 1975-09-18
Also published as: CH582546A5; SE7502667L; NL7502889A; GB1500990A; JPS50127265A; FR2263822A1; SE413290B; FR2263822B1

Description

Β4ΊΈΝΜΝΙ/ΛΓΕ "^α BROSE^DKa BROSE

D-8023 München-PuUaoh. Wiener Str. 2; Tel. (089) 7 93 30 71; Telex 5212147 bros d; Cables: .Patentlbüe- München

_1072Zt _ j4_g_₇₂/22-G-73 rag: 5. März 1₉75

Dr.üoe Date:

OCCX.jSi-iTAL PETROLEUM CüRrCRATIOii, eine ^irma nach den Gesetzen des Staates Kalifornien, USA, 10889 Wilshire Boulevard, Los Angeles, Kalif. 90024, USA

Abtrennungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung

Viele Abfallmaterialien, z.B. kommunale Abfälle, enthalten eine komplexe Anzahl von Komponenten unter Einschluß von magnetischen Metallen, nichtmagnetischen leitenden Metallen, nichtmagnetischen nichtleitenden Metallen, organischen Materialien wie Kunststoffe oder Materialien pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, und nichtmetallischen anorganischen Materialien, wie Glas, keramische Materialien, Erde, Steine oder Knochen.

Im vorliegenden Zusammenhang sollen "nichtmagnetische nichtleitende Metalle" nicht-ferromagnetische Metalle bezeichnen, die relativ schlechte elektrische Leiter im Vergleich mit beispielsweise Aluminium, Kupfer und Silber darstellen. Typische derartige "nichtmagnetische nicht-

509838/0660

leitende Metalle" sind Blei, austenitischer rostfreier Stahl, Titan und Nickel. Andererseits sollen "nichtmagnetische leitende Metalle" im vorliegenden Zusammenhang die nicht-ferromagnetischen Metalle bezeichnen, die relativ gute elektrische Leiter darstellen. Typische nichtmagnetische leitende Metalle sind Aluminium, Kupfer, Silber, Gold, Zinn, Zink, Platin, Palladium, Beryllium, Antimon, Cadmium, Chrom, Gallium, Iridium, Blei, Magnesium, Mangan, Quecksilber, Molybdän, Wolfram, Vanadin, Zirkon und deren nichtmagnetische leitende Legierungen. Derartige Metalle werden im vorliegenden Zusammenhang als "NC-Metalle" bezeichnet.

Es sind verschiedene Methoden entwickelt worden, um diese Komponenten voneinander abzutrennen, Z.B. sind Dekantiermethoden zur Abtrennung organischer Materialien von anorganischen Materialien angewendet worden. Windsichter (air tables) sind zur Wiedergewinnung von Schwermetallen angewendet worden. Windklassierer (air classifiers) sind zur Abtrennung von Materialien mit geringerer Dichte von Materialien mit höherer Dichte eingesetzt worden. Magnetische Felder sind zur Abtrennung magnetischer Metalle von nichtmagnetischen Materialien angewendet worden. Jedes dieser Verfahren besitzt seine Vorteile, jedoch ist bisher kein Verfahren entwickelt worden, mit dem sich die Abtrennung nichtmagnetischer leitender Metalle aus einer Mischung erzielen läßt, die derartige Metalle zusammen mit nichtmagnetischen nichtleitenden Metallen, organischen Materialien und nichtmetallischen anorganischen Materialien enthält,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Verfahren vorzusehen, mit dem aus einer feinteiligen Mischung von Materialien nichtmagnetische leitende Metalle (NC-Metalle) in einem Größenbereich von etwa 4 Maschen (US-Standard) bis 30,5 cm (12") oder mehr abgetrennt werden können. Ferner ist es Aufgabe, eine Vorrichtung vorzusehen, die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.

509833/0660

·? _mm

Die Erfindung geht davon aus, daß man ein wanderndes Magnetfeld eines linearen Elektromotors anwendet, um die gewünschte Abtrennung zu erzielen.

Ein Linear - Motor erzeugt beim Betrieb ein Magnetfeld, das den Motor entlang wandert. Erfindungsger^äß wurde festgestellt, daß dann, wenn man eine feinteilige Mischung über einen derartigen Motor führt, Wirbelströme in den nichtmagnetischen leitenden Metallkomponenten (NC) der Mischung induziert werden, die ein Magnetfeld erzeugen, das mit dem wandernden Feld des Motor in Wechselwirkung tritt und bewirkt, daß die NC-Hetalle entlang des Feldes des Linear - Motors gezogen werden; dieses Phänomen kann angewendet vrerden, um eine Abtrennung von NC-Metallen von anderen Metallen und von Nichtmetallen der Mischung zu erzielen.

Die Anwendung von Wirbelströmen zur Abtrennung von (insbesondere) Aluminium von anderen Metallen oder Nichtmetallen ist nicht neu. 1965 entwickelten Eriez Magnetics einen Wirbelstromseparator, der permanente Magneten auf einem Rad unter einem Tisch verwendete, zur Induzierung eines Feldes und der Metallbewegung (vgl. die Ausgabe vom 1. November I965, Seite 125, der CSEN), Die Vanderbilt University entwickelte ein Verfahren unter Verwendung eines einzigen stationären Magneten, bei dem eine feintdlige Mischung derart durch das Magnetfeld geführt wird, daß Aluminium und einige andere Nichteisenmetalle abgelenkt und von einem Eintreten in das Feld mit anderen Mischungskomponenten abgehalten werden. Die Vanderbilt University hat auch einen Separator mit wandernden Wellen (travelling wave Separator) konstruiert, der derart ausgebildet ist, daß er Abtrennkräfte auf Metalle ausübt, indem ein magnetischer "Impuls"

oder

"Stoß" an einer Mischungsprobe vorbeiläuft. Der Stoß wird durch linear angeordnete Elektromagneten erzeugt, die jeweils kurz nacheinander eingeschaltet werden, so daß sich der Stoß vom einen Ende zuir anderen bewegen kann (vgl. Annual Report on Magnetic Separation of Non-Ferrous Metal, 1971, Vanderbilt

5.0 9838/0660

University, Department of Physics and Astronomy).

Jedoch ist die Anwendung eines Linear - Motors zur Erzeugung eines wandernden Magnetfeldes zur Erzielung der gewünschten Abtrennung einzigartig und bietet viele Vorteile: großer Wirkungsgrad, geringe Kosten, geringer Energiebedarf, einfache Ausbildung und Flexibilität bei der Separatorausbildung; diese Vorteile können mit anderen Systemen nicht erreicht werden«

So wird entsprechend eines Aspekts der Erfindung ein Verfahren zur Abtrennung nichtmagnetischer leitender Metalle (NC) aus feinteiligen Mischungen mit einem Gehalt an derartigen Metallen vorgesehen, bei dem ein Strom einer derartigen Mischung in einer ersten Richtung durch das wandernde Magnetfeld eines Linear - Motors geführt wird, der bezüglich der ersten Richtung so orientiert ist, daß die NC-Metalle von dem Weg abgelenkt werden,dem der Rest des Komponentenstroms folgt.

Bei einigen Ausfuhrungsformen wird ein Strom der Mischung in der ersten Richtung durch ein Feld eines linearen Motors bewegt, das quer zur ersten Richtung verläuft, so daß die nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) seitlich vom Strom abgelenkt werden.

Bei anderen Ausführungsformen wird die Abtrennung dadurch erreicht, daß man einen Strom der Mischung durch eine Zone führt, in der sich die Richtung des allgemeinen Materialstroms von der ersten Richtung in eine wesentlich andere zweite Richtung ändert, wobei die Mischung in dieser Zone dem Feld eines Linear - Motors unterworfen wird, das parallel zur ersten Richtung verläuft, so daß sich die Geschwindigkeit der nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) in der ersten Richtung ändert, was zu einer Abtrennung dieser Metalle von den anderen Komponenten des Stroms führt, wenn der Strom seine Richtung zur

509838/0660

zweiten Richtung ändert.

Vorzugsweise wird die Mischung äev Materialien durch das Magnetfeld als dünner Strom geführt. Das kann in der Weise erreicht werden, daß man die Mischung als dünnen Strom oder als dünne Schicht auf einem Förderband oder einem Lufttisch ausbreitet. Der Strom kann auch auf der Peripherie einer Drehtrommel oder durch mit Schv/erkraft arbeitende Mittel, Z₀E₀ eine geneigte Rinne oder einen geneigten Schacht oder eine senkrechte Leitung transportiert werden. Um die Abtrennung zu optimieren, kann der Strom durch zwei oder mehr Magnetfelder linearer Motoren geführt werden; die abgetrennten Metalle können auch durch zwei oder mehr Magnetfelder/Linear - Motoren geführt werden,

Z.B. kann eine Mischung von Materialien als dünner Strom oder als dünne Schicht auf einem ersten im wesentlichen horizontal angeordneten Förderband ausgebreitet v/erden und durch ein oder

von
mehrere Magnetfelder/Lanear - Motoren geführt vrerden, die

transversal, z.B. horizontal und senkrecht, zur Richtung des Förderbandes angeordnet sind. Da ein horizontales Feld eines Linear - Motors auch dazu f'ühren kann, daß MC-Metalle frei schweben, erleiden die Mischungskomponenten derartiger Metalle eine herabgesetzte Reibung mit dem Förderband und werden leicht und vorteilhaft seitlich -vom Band in der Richtung des wanderndes Feldes abgeführt. Ein zweites Förderband kann parallel zum ersten Förderband angeordnet sein, um die abgetrennten nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) nach ihrer Abtrennung durch die Feldeinwirkung vom Strom des ersten Bandes zu transportieren. Das zweite Förderband kann die

abgetrennten MC-Metalle durch ein oder mehrere magnetische

von
Felder/Linear - Motoren mit Feldrichtungen transportieren,

die transversal, z.B. horizontal und senkrecht, zur Richtung des sich bewegenden zweiten Bands verlaufen, wodurch eine Abtrennung nichtmagnetischer leitender Metalle (NC) von anderen Materialien erreicht wird, die auf dem zweiten Band durch

509838/0860

Mitschleppen mit den MC-Metallen bei der ersten Abtrennung mechanisch, verschleppt worden sind.

Alternativ kann Hian einen Mischungsstrom nach unten fallen lassen, entweder frei oder auf einer geneigten Ebene, vorzugsweise in einer Leitung, und zwar durch ein Magnetfeld eines Linear - Motors, das die Fließrichtung des Stroms quert. Das Feld lenkt die NC-Metalle vom Strom seitlich ab und trennt sie ab.

Ferner kann man einen Mischungsstrom als dünne Schicht auf die Peripherie einer großen Trommel aufbringen und das Magnetfeld eines Linear - Motors passieren lassen, das oberhalb bzw, jenseits des Punkts des unter dem Einfluß der Schwerkraft stattfindenden Ausstoßes aus der Trommel (gravitational drop-off) verläuft, wobei die Feldrichtung tangential zur Peripherie der Trommel verläuft, so daß die NC-Metalle in der Feldrichtung beschleunigt v/erden und diese Teilchen aus der Trommel oberhalb bzw. jenseits des Punkts des unter der Einwirkung der Schwerkraft erfolgenden Ausstoßes herausfliegen. Der Rest des Stromes fällt senkrecht von der Peripherie der Trommel am Ausstoßpunkt.

Ferner kann ein Mischungsstrom durch ein Magnetfeld eines Linear - Motors an einem Ende eines Förderbandes geführt werden, wobei das Feld in der gleichen Richtung wie das Förderband verläuft. Die MC-Metalle werden vom Band weg im Feld koaxial zum Band und in gleicher Richtung itfie das Band am Ende des Förderers beschleunigt, während der Rest des Stromes auf dem Band am Ende in einer Richtung verbleibt oder in einer Richtung herabfällt, die wesentlich von der der NC-Metalle abweicht,

Erfindungsger.'äß wird auch eine Vorrichtung in verschiedenen Ausführungsformen-zur Durchführung des Abtrennungsverfahrens vorgesehen, wie nachstehend beschrieben wird. Im allgemeinen

509838/0660

umfaßt eine derartige Vorrichtung mindestens einen Linear-Motor, der ein wanderndes Magnetfeld erzeugen kann, und Mittel zum Fördern einer feinteiligen Mischung mit einem Gehalt an NC-Metallen durch das Feld oder zu dem Feld, wobei das Feld die NC-Metalle aus dem Weg ablenkt, den der Rest des Stroms folgt.

Zusammengefaßt besteht die Erfindung also darin, daß man nichtmagnetische leitende Metalle aus einer Mischung abtrennt, die diese Metalle und andere Metalle, organische Materialien und nichtmetallische anorganische Materialien enthält, indem man einen Strom der Mischung durch ein wanderndes Magnetfeld eines linear - Motors derart bewegt, daß das Feld die nichtmagnetischen leitenden Metalle selektiv vom Strom abtrennt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert, wobei

Figur 1 eine Draufsicht auf eine Ausbildungsform einer Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie 2-2 der Figur 1,

Figur 3 eine Seitenansicht im Querschnitt einer anderen Ausführungsform der Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 4 eine Draufsicht im Querschnitt der Abtrennvorrichtung längs der Linie 4-4 der Figur 3,

Figur 5 eine Seitenansicht im Querschnitt einer anderen Ausführungsform der Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 6 eine Draufsicht auf die Abtrennvorrichtung gemäß Figur 5,

Figur 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 8 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung und

Figur 9 eine Draufsicht auf eine der bevorzugten Ausführungs-

509838/0660

formen gemäß der Erfindung zeigen.

Eine erste Ausführungsform einer Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung ist allgemein in Figur 1 dargestellt und mit der Bezugszahl 10 bezeichnet und umfaßt drei Förderbänder , ein erstes Förderband 12, ein zweites Förderband 14 und ein drittes Förderband 16, Bei den drei Förderbändern handelt es sich um übliche endlose Förderbänder, die von Rollen 17 (vgl. Figur 2) mit einer Hauptantriebsrolle am einen Ende (nicht dargestellt) und einer Spannrolle am anderen Ende (nicht dargestellt) getragen werden. Eine oder mehrere Rollen 17 können mit einer Vibriervorrichtung (nicht dargestellt) zum Schütteln eines oder mehrerer Förderbänder verbunden sein.

Die Förderbänder werden vorzugsweise aus Materialien hergestellt, die sowohl frei von magnetischen Metallen als auch von leitenden Metallen einschließlich nichtmagnetischer leitender Metalle sind, die im vorliegenden Zusammenhang der Kürze halber als "NC-Metalle" bezeichnet werden. Die Bänder können aus schweren Geweben, wie Canvas, gewebten Glasfasern oder gewebtem Nylon hergestellt sein, oder sie können aus natürlichen oder synthetischen Kautschuken, gegebenenfalls verstärkt mit Gewebecord, Glascord, nichtmagnetischem nichtleitenden Metalldraht hergestellt sein, oder sie können aus nichtmagnetischem, nichtleitendem Metallflachmaterial hergestellt sein, z.B. aus austenitischem rostfreien Stahl. Die Förderbänder können etwas magnetisches Material enthalten, z.B. Eisendraht, jedoch werden derartige magnetische Materialien von dem Kraftfeld des linear - Motors angezogen, so daß Förderbänder r<iit einem Gehalt an magnetischen Materialien in einem derartigen Feld vibrieren.

Unter dem Obertrum 19 des Bandes 12 ist ein erster Linear - Motor 18 angeordnet. Die Richtung des Feldes des Linear-Motors 18 verläuft horizontal und senkrecht zur Richtung der drei Förderbänder. In gleicher Weise ist ein'zweiter Linear-

509838/0660

Motor 20 unter dem Obertrum 21 des zweiten Bandes Ik angeordnet. Die Kraftfeldrichtung des zweiten Motors 20 verläuft parallel zum ersten Motor 18 und in gleicher Richtung wie dieser.

Eine Führung 28 ist etwas oberhalb der Fläche des ersten Bandes 12 hinter dem ersten Linear - Motor 18 angeordnet. Die Vorderseite der Führung 28 ist abgeschrägt, um Material zwischen dem Außenrand des Bandes 12 und der Wand der Führung 28 auf das zweite Band Ik zu leiten. Die Führung 28 ist derart angeordnet, daß das Material auf das zweite Band vor den zweiten Linear - Motor 20 geleitet wird. Eine zweite Führung 30 ist oberhalb der Oberseite des zweiten Bandes Ik angeordnet. Die Führung 30 ist gegenüber dem ersten Linear-Motor 18 angeordnet und hält NC-Metalle davon ab, daß sie das zweite Band völlig überqueren, wenn sie vorn ersten Band 12 zum zweiten Eand durch das Feld des Motors 18 beschleunigt werden.

Eine dritte Führung 32 ist etwas oberhalb der Oberseite des zweiten Bandes 14 hinter dem zweiten Linear - Motor 20 angeordnet. Die Vorderseite der dritten Führung 32 ist zum dritten Band 16 abgeschrägt. Gegenüber dem zweiten Linear _ Motor und "etwas oberhalb der Oberseite des dritten Bandes 16 ist eine vierte Führung J>k angeordnet.

Eine Querschnittsansicht der Vorrichtung 10 ist in Figur 2 erläutert. Aus dieser Figur ist die Beziehung zwischen der zweiten Führung 28, der dritten Führung 32, dem zweiten linearen Motor 20 und dem zweiten Band Ik klar zu entnehmen. Der Linear -Motor 20 ist so nahe wie möglich am Obertrum bzw. Bahn 21 des Bandes Ik angeordnet. Alternativ kann der Linear -Motor oberhalb des Bandes angeordnet sein oder es kann ein Motor oberhalb des Bandes und ein anderer Motor unterhalb des Bandes angeordnet sein. Anstelle eines breiten Linear-Motors kann vorzugsweise eine Reihe von schmalen Linear-

509838/0660

ORJGlNAL INSPECTED

Motoren oder eine Anzahl Linear- Motoren Seite an Seite längs des Bandes vorgesehen sein, urr eine gute Abtrennung der nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) von der Fischung zu gewährleisten.

Eine Ausgangsi.dschung 22 ohne magnetische Metalle, die jedoch ITC-Metalle, nichtmagnetische nichtleitende Metalle, organische Materialien und/oder nichtmetallische anorganische Materialien 22 enthält, wird auf einer Seite des ersten Bandes 12 als dünne Schicht eingesetzt. Bei dem Feeder bzw. Zubringer für das Material 22 (nicht dargestellt) kann es sich um eine übliche Zubringvorrichtung, beispielsweise um eine kleine Förderrutsche handeln. Die Bandrichtung ist durch den Pfeil wiedergegeben. Die Mischung passiert das Feld des ersten linear - Motors 18. Im Bereich des Linear- Motors 18 wird die Mischung 22 in eine erste Fraktion 24 aus nichtmagnetischen leitenden Metallen (HC) und eine zweite Fraktion 26 aufgetrennt, die andere Materialien der Mischung enthält. Nichtmagnetische leitende Metalle (NC) werden im Eⁿeld des Linear- Motors in einer Richtung beschleunigt bzw. in diese Richtung abgelenkt, die parallel zur Richtung des Feldes verläuft. Nichtmagnetische nichtleitende Metalle, organische Materialien und nichtmetallische anorganische Materialien unterliegen nicht dem Kraftfeld des Linear- Motors.

Im allgemeinen reicht die Kraft des Kraftfeldes aus, ur.. die meisten Teile der meisten nichtmagnetischen leitenden Metalle (KC) in der Ausgangsmischung vollständig, vom ersten Band 12 auf das zweite Band 14 abzulenken. Da jedoch die Wirkung des Feldes von der Größe, Dichte und Form der NC-Metallstücke abhängt, reicht das Feld im allgemeinen aus, um einige nichtmagnetische leitende Metallstacke aber eine große Strecke zu befördern; die zweite Führung 30 ist erforderlich, damit derartige Stücke nicht völlig über das zweite Band 14 weg und von diesem herabgeschleudert werden. Andere Stücke nichtiragnetischer leitender Metalle (NC) werden jedoch nicht vollständig

509838/0660

vom Kraftfeld abgelenkt und bleiben in der Nähe des Randes des ersten Bandes 12. Derartige unvollständig abgelenkte NC-Metalle werden auf das zweite Band durch die erste Führung 28 geführt.

Der Rest der Aus gangsmxs chung 26 läuft nach dein Durchlaufen des Feldes des ersten Motors 18 das erste Band bis zur Beseitigungsstufe entlang, wo das Material 26 entweder weiter behandelt werden kann oder als Abfall verworfen wird.

Wenn die nichtmagnetxschen leitenden Metalle im Kraftfeld abgelenkt werden, wird oft etwas anderes Material aus dem Ausgangsmaterial 22 vom Strom der sich bewegenden Teilchen 24 des NC-Metalls mitgenommen und zum zweiten Band 14 abgelenkt. Jedoch durchläuft das gesamte Material vom ersten Band 12, das zura zweiten Band I¹I abgelenkt wird, durch das Kraftfeld des zweiten Linear -» Motors 20, wo die NC-Metalle seitlich vom Band auf das dritte Band 16 abgelenkt werden. Die Feldrichtung des zweiten Linear- Motors 20 verläuft wieder horizontal und senkrecht zur Richtung des zweiten Bandes 14, d.h. parallel zum Feld und in gleicher Richtung wie das Feld des ersten Motors 18, Die dritte Führung 32 fängt die nichtmagnetxschen leitenden Metalle auf, die nicht ausreichend vom zweiten Linear - Motor 20 abgelenkt wurden, und fördert sie auf das dritte Band l6. Die in Förderrichtung abgeschrägte Wand der dritten Führung 32 führt diese NC-Metalle auf das dritte Band. Die vierte Führung 34 verhindert, daß NC-Metalle über das dritte Band 16 nach der Ablenkung vom zweiten Band l4 abgelenkt werden. Diese zweite Abtrennung durch das Feld des Motors 20 läßt auf dem zweiten Band Material zurück, z.B. Nicht-NC-Metalle 33, die vom Strom der NC-Metalle der ersten Abtrennung durch das Feld des Motors 18 mitgenommen wurden. Die NC-Metalle 35 auf dem dritten Band 16 werden zu einer Rückgewinnungsstufe geführt, wo diese Metalle in gewünschter Weise weiterbehandelt werden können.

50983 8/0660

In einigen Fällen können natürlich mehr als drei Bänder oder mehr als zwei Linear -Motoren erforderlich sein, urn die nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) von der Mischung abzutrennen. Die Nicht-NC-Metalle 33 vorn zweiten Band l4 werden in der gleichen Weise wie die zweite Fraktion 26 behandelt, d.h. der Rest der Ausgangsmischung 22, wie vorstehend beschrieben wurde. Das Band und/oder die Ausgangsmischung können iiu Bereich der Linear - Motoren in Schwingungen versetzt werden, urr. die Abtrennung der NC-Metalle von den anderen Materialien zu beschleunigen; da jedoch ein darunterliegender Linear - Motor eine kleine senkrecht nach oben gerichtete Kraft auf NC-Metalle ausübt, ist eine Vibration normalerweise nicht erforderlich, um eine Abtrennung der NC-Metalle von anderen Materialien zu erzielen.

Linear- Motoren, die korrekter als "lineare Induktionsmotoren" bezeichnet werden, ähneln dem Stator eines üblichen Rotationsinduktionsiiiotors, der in einer Radial ebene geschnitten und danach zu einer flachen plattenartigen Form aufgerollt wurde. Linear*· Motoren werden ausführlich in E,R, Laithwaite, "Linear-Motion Electrical Machines", Proceedings of the IEE, Bd. 58, Nr. 4, S. 531 bis 542, April 1970 beschrieben. Der Linear -Motor kann eine Einphasenwicklung aufweisen und in irgendeiner Anordnung betrieben werden, die für übliche Einphaseninduktionsraotoren angewendet wird, oder er kann eine Zweiphasen-, Dreiphasen- oder eine andere Mehrphasenwicklung aufweisen.

Eine andere Ausbildung der Vorrichtung geir.äß der Erfindung ist in Figur 3 erläutert. Die Abtrennvorrichtung 40 umfaßt einen angeschlossenen Schacht 42, einen Sammelbehälter 44, einen Lufteinlaß 46 und Linear- Motoren 48 und 49, deren Anordnung sich am besten aus dem Querschnitt der Figur 4 ergibt. Man läßt die Ausgangsmischung 22 den Schacht 42 durch das Kraftfeld der Linear -. Motoren 48 und 49 frei herabfallen. Die nichtinagnetischen leitenden Metalle 24 (NC) der Mischung

509838/0660

22 werden seitlich in gleicher Richtung wie die Richtung des Feldes der Linear -. Motoren in den Behälter 44 durch eine Öffnung 50 des Schachts 42 abgelenkt. Der iibrige Teil der Ausgangsmischung 22 durchläuft das Kraftfeld der Linear-Hotoren 48 und 49 und fällt zum Boden des Schachts 42. Es wird Luft in den Schacht 42 nach oben durch den Einlaß 46 eingeblasen, um die Teilchen der Mischung 22 zu trennen und einen freien Fluß der MC-Metalle 24 aus der Mischung 22 in die Kraftfeldzone der Linear - Motoren zu ermöglichen. Die beiden Linear -. Motoren 48 und 49 sind auf entgegengesetzten Seiten des Schachts 42 in Nachbarschaft zur Öffnung 50 angeordnet. Ira Bereich der Linear - Motoren bilden die Innenflächen der Linear - Motoren die Wandungen des Schachts 42.

Eine andere Ausführungsforn der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird in den Figuren 5 und 6 erläutert. Die Abtrennvorrichtung 56, die in diesen Figuren erläutert wird, umfaßt ein Feeder-Förderband 58, einen Luftförderer 60, eine Lufteinlaßleitung 62 und ein zweites Förderband 64. Der Luftförderer 60 besteht aus einer tischartigen Fläche 66, einer Anzahl Linear - Motoren 68, deren Oberseiten einen Teil der Fläche des Tisches 66 bilden, und einer Anzahl Luftleitungen 7O₀

Bein Betrieb der Vorrichtung 56 vrird die Mischung 22 von Band 58 zur: Tisch 60 gefördert. Ein Luft strom 71 aus den Leitungen 70 hebt das Material 22 etwas an und fördert es fiber die Länge des Tisches zum zweiten Förderer 64. Zwischen jeder Leitung ist ein Linear - Motor 68 angeordnet. Die Feldrichtung ,jedes Linear - Motors verläuft horizontal und senkrecht zur Richtung des Luftstrores, des Stromes der Mischung 22 und des Tisches 60. Wenn der Strom der Mischung 22 über die Linear - Motoren 68 fließt, werden die nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) seitlich vom Strom abgelenkt und zu einem dritten Förderband 72 gefördert (vgl. Figur 6). Eine Führung 74 ist auf der entlegenen Seite des Förderers angeordnet, um die NC-Metalle auf dem Band zu führen. Am Ende des Lufttisches 60 wird der verbleibende Anteil der Ausgangsmischung, d.h. die zweite

509838/0660

Fraktion 26, auf das zweite Förderband 64 gefördert und weiteren gewünschten Behandlungsstufen zugeleitet.

In Figur 7 ist eine andere Ausführungsform der Abtrennvorrichtung gemäß der Erfindung mit der Bezugszahl 80 dargestellt; diese Ausführungsform umfaßt ein Förderband 82, zwei Linear-Motoren 84 und 85 und eine Abtrennführung 86. Das Förderband 82 wird von mehreren Rollen 90, einer Spannrolle 92 und einer Antriebsrolle (nicht dargestellt) am anderen Ende des Bandes getragen. Die beiden Linear- ·. Motoren 84 und 85 sind oberhalb und unterhalb der oberen Bahn 93 des Bandes 82 angeordnet. Die Mischung 22 läuft auf dem Band durch das Kraftfeld der Linear 4 Motoren 84 und 85. Die Feldrichtung der linearen Motoren verläuft parallel zum Strom des Materials und in gleicher Richtung wie dieser Strom. Das Feld der Linear-Motoren wirkt nicht auf nichtmagnetische nichtleitende Metalle, organische Materialien und nichtmetallische anorganische Anteile der Mischung ein; diese Materialien, eine zweite Fraktion 26, verbleiben auf dem Band, bis sie am Ende des Bandes bei der Rolle 92 herunterfallen. Die nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) der ersten Fraktion 24 werden vom Feld der Linear- Motoren angehoben und vorwärts beschleunigt und vom Ende des Bandes über eine bestimmte Strecke herabgeworfen. Die Bahn der MC-Metallfraktion 24 reicht aus, um die Metalle über die Spitze der Führung 86 zu werfen, so daß die Metalle die hintere Böschung der Führung 86 herunterfallen. Die zweite Fraktion 26 fällt unter die Führung unterhalb des Endes des Bandes 82,

Ferner ist eine weitere Aus führungs forri gemäß der Erfindung in Figur 8 dargestellt. Die Abtrennvorrichtung 100 der Figur 8 umfaßt einen Zufuhrschacht 102, eine Trommel 104, zwei Linear- Motoren IO6 und I07 und eine Führung I08. Die Mischung 22 wird vom Schacht 102 oben auf die Peripherie der Trommel 104 aufgebracht. Die Trommel dreht sich im Uhrzeigersinn, wie man der Zeichnung entnehmen kann, und fördert die Mischung

509838/0660

durch das Kraftfeld der Linear - Motoren 107 und 106. Die Richtung des Feldes der Motoren 106 und 107 verläuft tangential zur Bewegungsrichtung der Trommel und in gleicher Richtung wie diese. Das Kraftfeld der Linear - Motoren beschleunigt die NC-Metalle und wirft sie tangential von der Troimelherab. Die NC-Metalle 2¹I werden auf die rechte Seite der Führung geworfen, während die zweite Fraktion 26 auf der Fläche der Trommel 104 verbleibt, bis sie von der Fläche der Trommel unter der Einwirkung der Schwerkraft herabfällt und auf der linken Seite der Führung 108 auftrifft.

In Figur 9 ist eine der bevorzugten Ausführungsformen der Vorrichtung ger.äß der Erfindung erläutert. Die Vorrichtung 100 umfaßt ein Förderband 12, einen ersten und einen zweiten L.inear - Motor 18 bzw. 20, eine erste und eine, zweite Führung 28 bzw. 30 und eine Wand 74. Der Strom des Materials 22 wird auf einer Seite des Bandes 12 zugeführt. Der Strom 22 passiert das Kraftfeld des ersten Motors 18, indem die NC-Metalle zur anderen Seite des Bandes abgelenkt werden„ Das abgelenkte Material passiert das Kraftfeld des zweiten Motors 20, wo eine zusätzliche Trennung der NC-Metalle von anderen Materialien des Stroms 22.erzielt wird. Die Wandung 7^ verhindert, daß die NC-Metalle von Band 12 herabgeworfen werden. Die Führungen 28 und 30 können hinsichtlich ihres Abstandes auf dem Band 12 verstellt werden. Die Führungen können so eingestellt werden, daß eine in wesentlichen reine NC-Metallfraktion,eine Fraktion von Materialien, die im wesentlichen frei von NC-Metallen ist, und eine mittlere Fraktion erhalten werden, die im Kreislauf zum Ausgangsstroir 22 zur Abtrennung zurückgeführt oder zu einer anderen Abtrennvorrichtung, z.B. zu einer entsprechenden Vorrichtung 100, geführt werden kann.

Bei bevorzugten Aus f-'.hrungs formen gemäß der Erfindung wird die Mischung 22 so dicht wie möglich zu den linearen Motoren gefördert, so daß die NC-Metalle dem Stärkstmöglichen Magnetfeld ausgesetzt sind.

509838/0660

Die folgenden Beispiele erläutern den Betrieb von Abtrennvorrichtungen, die erfindungsgemäß ausgebildet sind und betrieben werden.

Beispiel 1

Es wurden zwei Linear- Zweiphaseninduktionsmotoren der Marke "Kirsch" zur Abtrennung von Aluminium aus einer Probe von klassierten: und i.iit Luft soritierterc Abfall der Sira Corp./ PaIo Alto verwendet. Der Abfall wurde von Hand auf ein vibrierendes Förderband aufgetragen, das über den Motoren in entsprechender Weise wie die Abtrennvorrichtung 100 der Figur 9 angeordnet war. Es wurden etwa 73 % des Aluminiums abgetrennt. Der Größenbereich der behandelten Probe betrug 25 mm (1") bis 6 mm (1/4").

Beispiel 2

Es wurde ein Linear - Dreiphasenversuchsinduktionsmotor, der bei 220 Volt, 3,1 Ampere und 60 Hz betrieben wurde, zum Testen verwendet. Der Dreiphasenmotor sah einen größeren Impuls (thrusts) vor, verbrauchte weniger Energie und ermöglichte eine längere Betriebsdauer als die Kirsch-Motoren, die im Versuch des Beispiels 1 verwendet wurden. Die Abtrennvorrichtung wurde im wesentlichen wie in Figur 1 angeordnet. Bei dem getesteten Material handelte es sich um eine Metallfraktion eines elektrostatischen Konzentrats, das aus klassiertem und mit Luft sortierten Abfall der Sira Corp. stammte. Die Prüfarbeitsweise bestand darin, daß man von Hand einzelne Teilchen des Metalls auf einen flachen vibrierenden Förderer aufbrachte und getrennt die abgelenkten und nichtabgelenkten Stücke sammelte. Die Tabellen 1 und 2 zeigen die Ergebnisse der Tests.

509838/0660

- 17 Tabelle 1

Metallabtrennung aus Abfall

Komponente

abgelenktes Gewicht (g)	nicht abgelenktes Gewicht (g)	Rückgewinnung O)
180,6	37,4	⁸3
3,2	18,9	15
0,0	11,3	0
14,8	4,1	78

Aluminium

Messing

Kupfer*

Zink und Büchsenmetall (Pot Metal)

⁺ Das gesamte Kupfer dieser Probe fiel als teilweise isolierter feiner Draht an. Auf NC-Metalldrahtstücke, wie Kupferdrahtstücke, wirkt das Kraftfeld des Linear - Motors nicht in der gleichen Weise ein wie auf feste oder ringförmige Stücke aus NC-Metallen. Massives Kupfer, z.B. Münzen, wurden jedoch abgelenkt .

Tabelle

Siebanalyse der Al-Fraktion

abgelenktes Aluminium

Größe Gewicht

nicht abgelenktes Aluminium

Größe Gewicht
(g) (%)

25 x 12 mm 69,6 38,3 (I" χ 1/2 ")

12 χ 9 mm 78,2 43,3 (1/2" χ 3/8")

9 χ 6 mm 30,2 16,6 (3/8" χ 1/4")

weniger als

6 mm 2,6 1,8

(weniger als

1/4")

insges. 180,6 100,0

25 x 12 mm 1,7
(1 " χ 1/2 ")

12 χ 9 mm 13,3
(1/2" χ 3/8")

9 x 6 mm
(3/8" χ 1/4")

weniger als
6 mm

Weniger als
1/4")

insges.

509838/0660

35,8 17,8 47,8

4,6 12,1 iÖÖTo

Tabelle 1 zeigt, daß das Verfahren allgemein für die Abtrennung von Metallen und nicht nur für die von Aluminium nützlich ist.

Tabelle 2 zeigt, daß der Abtrennungsgrad von der Teilchengröße abhängt. Es wurden tatsächlich alle Aluminiumstacke mit einer Größe von mehr als 12 mm (1/2") abgelenkt, während weniger als 40 % mit einer Größe kleiner als 6 mm (1/4") abgelenkt wurden. Die Beobachtung zeigt, daß größere Stücke auf die Abtrennung besser ansprechen. Es wurden Stücke mit einer Größe von 30 cm (12 inch) getestet, wobei eine Ablenkung festgestellt wurde.

Beispiel 3

Bei einem Versuch zur Erhöhung des Impulses bei einer bestimmten Entfernung wurde ein Motorgeneratorsatz verwendet, um den Einfluß der Veränderung der Frequenz und des Stromes auf den Impuls des Motors zu untersuchen, der in Beispiel 2 verwendet wurde. In den Tabellen 3 und 4 sind einige der bemerkenswerten erzielten Ergebnisse zusammengestellt. Tabelle 3 zeigt, daß eine Erhöhung der Frequenz eine proportionale Erhöhung des Impulses bei einer gegebenen Stromstärke bewirkt. Der zusätzliche Impuls wird erzeugt, ohne daß eine erhöhte Warne in den Motorwicklungen freigesetzt wird. Eine Erhöhung der Frequenz bringt den Nachteil mit sich, daß sich die induktive Reaktanz des Motors erhöht, was wiederum die Menge der Energiezufuhr erhöht, die zum Betrieb des Motors erforderlich ist. Dieses Problem kann dadurch überwunden werden, daß iran eine 'frequenzabhängige Schaltung anwendet (resonant circuit), um die induktive Reaktanz zu beseitigen und die Energiezufuhr herabzusetzen. Eine Verminderung der Betriebsspannung kann dadurch erzielt werden, daß nan die Wicklungsspulen des Motors jeder Phase bevorzugt parallel und nicht in Reihe verbindet bzw. schaltet. Tabelle 4 zeigt, daß eine Erhöhung des Stroms den Impuls erhöht. Jedoch steht die Warneentwicklung in Beziehung zum Quadrat des Stromes (I R). Diese

509838/0660

beiden Paktoren sind bei einer optimalen Anordnung miteinander in Einklang zu bringen. Der induktive bzw« kapazitive "Widerstand" trägt nicht zur Entwicklung von Wärme bei.

Einige der erwähnten Betriebsbereiche bestimmter Variabler waren folgende:

1. Frequenz: 30 bis 2000Hz, vorzugsweise im Bereich von

i»00 bis 800 Hz

2. Strom: 0,5 bis 50 Ampere/Spule

Tabelle 3

Einfluß der Frequenz auf den Impuls (thrust) bei verschiedenen Abständen von der LIM-Flache

	Strom	Spannung	⁺ Impuls	(g)	5 mm 7,	6 mm	12 mm
	(A)			(0,20") (0	,30")	(0,50")
Frequenz	2,0	85	Abstand von der LIM-Flache	0,8	0,3	0,1
(Hz)	2,0	153	2,5 mm	1,7	1,0	0,3
30	2,0	295	(0,10")	2,7	1,1	0,7
60	1,9	510	1,2	8,6	4,9	1,8
120			2,8
MOO		4,5
	13,4

509838/0660

Tabelle 4

Einfluß des Stroms auf den Impuls bei 60 Hz bei verschiedenen Abständen von der LIM-Flache

	Strom	Spannung	Impuls	(g)	5 mm 7,	6 mm	12 mm
	(A)			(0,20") (O	,30")	(0,50")
Frequenz	1,0	79	Abstand von der LIM-Fläche	0,3	0,2	0
(Hz)	2,0	153	2, 5mm	1,7	1,0	0,3
60	4,0	263	(0,10")	1,7	2,7	1,0
tt	6,0	330	0,6	7,3	",7	1,6
It	7,0	352	2,8	7,1	4,4	1,9
tt	8,0	372	8,0	8,9	5,5	2,0
It	9,0	394	12,0	10,8	6,3	2,2
It			12,1
tt		15,3
	18,2

Für eine rechteckige Aluminiumplatte von 2,68 g und einer Stärke von 2,4 mm (3/32")
LIM ist eine Abkürzung für lineare Induktionsmotoren.

Beispiel 4

Es wurde eine Versuchsanlage aufgestellt, um größere Mengen Abfall zu behandeln. Es wurde eine Probe von mit Luft klassiertem und magnetisch aufgetrenntem Abfall aus PaIo Alto in einer Stärke von 100 mm (4") ausgebreitet (scalped) und danach gesiebt (19 mm; 3/4"). Die resultierende Fraktion wurde auf ein rostfreies Stahlförderband aufgetragen und über einen Ocinear)&yi 3-Phasen-24-Spulenmotor bewegt. Bei einem Test wurden 1,64 kg (58 oz) Aluminiumkonzentrat gewonnen. Die Aluminiumrückgewinnung betrug 61,6 %. Die Qualität war folgende: 83 % Büchsenmaterial (can stock), 14 % diverses Aluminium, wie Gußaluminium, und 3 % Nichteisen-Nichtaluminium-Metalle. Es wurden etwa 10 kg (22 pounds) Abfall in 10 Minuten behandelt. Der Energieverbrauch betrug etwa 0,8 kWh. Der Linear- Motor wurde bei 490 Hz betrieben.

509838/0660

Tabelle 5
Abtrennergebnisse nach Beispiel 4

Gewicht Gesamt-Al Aluminium- nicht magne- Probe (%) Verteilung (%)

in kg ^ⁿ_^kg Buchaenmate- J:*?^ Gesamt- Büchsen- nicht Gesamt- Buch- nicht

^oz; * voz; riai in Kg Kein hj. _Al material magn. Al sen- magn.

^B ' kein mate- kein

Al rial Al

Einsatz

^w 9,87 100 2,58 (91) - 454 (16) 26,1 - 4,6 100 100 100 S (348)

co Konzentrat

co 1,64 16,6 1,59 (56) 1,36 (48) 57 (2) 96,5 82,8 3,4 61,6 - 12,5 '

^ (58) to

ο ^

Ξ ^Rest '

g 8,22 83,4 0,99 (35) - 397 (14) 12,0 - H,8 38,4 - 87,5

- Zeigt an, daß keine Bestimmung durchgeführt wurde.

O CD OD CO OO

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Abtrennung nichtmagnetischer leitender Metalle (NC) aus feinteiligen Mischungen, die derartige Metalle enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Strom einer derartigen Mischung in einer ersten Richtung durch das wandernde Magnetfeld eines Linear - Motors führt, das bezüglich der ersten Richtung so orientiert ist, daß man die NC-Metalle von dem Weg ablenkt, dem der Rest der Komponenten des Stroms folgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom in der ersten Richtung durch ein Feld eines Linear - Motors bewegt, das quer zur ersten Richtung verläuft, und daß man die nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) seitlich vom Strom abtrennt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom durch eine Zone leitet, in der man die Richtung des allgemeinen Materialstroms von der ersten Richtung zu einer wesentlich anderen zweiten Richtung abändert, die Mischung in der Zone dem Feld eines Linear -Motors unterwirft, das in gleicher Richtung wie die erste Richtung verläuft, auf diese Weise die Geschwindigkeit der nichtmagnetischen leitenden Metalle (NC) in der ersten Richtung verändert und diese Metalle von den anderen Komponenten des Stroms abtrennt, wenn der Strom seine Richtung zur zweiten Richtung ändert.

H, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom in einer dünnen Schicht durch das Magnetfeld führt,

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom als dünne Schicht auf einem ersten im wesentlichen horizontalen Förderband ausbreitet und durch mindestens ein Magnetfeld eines Linear- Motors führt, das quer zur

509838/0660

Richtung des Förderbandes verläuft.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die NC-Metalle durch das Feld von; ersten Band auf ein zweites Förderband ablenkt, das parallel zum ersten Band verläuft, die Metalle mit dem zweiten Förderband durch mindestens ein Magnetfeld eines Linear - Motors fördert, das quer zur Richtung des sich bewegenden zweiten Bandes verläuft, und dadurch die nichtmagnetisehen leitenden Metalle (NC)

von anderen Materialien auf dem zweiten Band abtrennt.

7. Verfahren nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom auf eine Randzone des Bandes aufbringt, danach durch mindestens zwei transversale Magnetfelder/Linear - Motoren fördert und die NC-Metalle in der Nähe der anderen Randzone des Bandes anreichert.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom beim Passieren des Feldes vibrieren läßt.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ran den Strom nach unten durch ein Magnetfeld eines Linear - Motors bewegt, das den Strömungsweg des Stromes quert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nan den Strom beim Queren des Feldes von einem Gasstrom mitführen läßt.

11. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man den Stror auf der Peripherie einer sich drehenden Trommel durch das Magnetfeld eines Linear - Motors fördert, das tangential zur Trommel oberhalb des Punktes des unter der Einwirkung der Schwerkraft erfolgenden Ausstoßes verläuft, die NC-Metalle in der Richtung des Feldes beschleunigt

509838/0660

und sie oberhalb bzw. jenseits des Ausstoßpunktes von der Trommel wegfliegen läßt.

12, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

mehrphasige dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzeugung der Felder/Line

ar- Motoren verwendet.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Linear - Motor bei einer Frequenz im Bereich von 20 bis 2000 Hz betreibt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ran bei einer Frequenz im Bereich von 400 bis 800 Hz arbeitet.

15. Vorrichtung zum Aotrennen nichtmagnetischer leitender Metalle (NC) aus einer feinteiligen Mischung, die derartige Metalle enthält, gekennzeichnet durch mindestens einen Linear - Motor, der ein wanderndes Magnetfeld erzeugt, und Mittel zum Fördern der feinteiligen Mischung, welche die NC-Metalle enthält, durch oder in der Nähe des Feldes, wobei das Feld die NC-Metalle aus dem Weg ablenkt, dem der Rest des Stroms folgt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Fördern der feinteiligen Mischung mindestens ein Förderband umfassen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband praktisch horizontal angeordnet ist und daß sich das Feld horizontal über das Band erstreckt, damit die NC-Metalle zu einer Randzone des Bandes gefördert werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch mehrere seitlich benachbarte parallele Bänder und mehrere Linear -Motoren mit Feldern, die sich über die Bänder erstrecken,

509838/0660

damit die NC-Metalle vom einen Band zum nächst benachbarten Band unter fortschreitender Abtrennung der NC-Metalle von anderen Mischungskomponenten gefördert werden.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Vibrations/ fur jedes Band.

20. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel für die feinteilige Mischung einen Lufttisch umfaßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel für die feinteilige Mischung eine senkrechte Leitung umfaßt, durch die die Mischung gegenläufig zu einem aufwärtsströmenden Luftstrom fällt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel für die feinteilige Mischung eine Trommel umfaßt, die sich um eine horizontale Achse dreht.

509838/0660