DE2555798A1

DE2555798A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennen von magnetischen teilchen

Info

Publication number: DE2555798A1
Application number: DE19752555798
Authority: DE
Inventors: William A Colburn
Original assignee: Magnesep Corp
Current assignee: Magnesep Corp
Priority date: 1974-12-09
Filing date: 1975-12-09
Publication date: 1976-06-10
Also published as: JPS5183271A; ZA757645B; DE2555798B2; NZ179346A; AU500142B2; FI753441A; PH12111A; ATA927375A; IL48541A; NO754133L; CA1022112A; JPS5442700B2; DK558075A; RO64294A; IT1052528B; SE7513794L; BE835873A; CS199612B2; GB1523319A; US3994801A

Description

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unser Zeichen Berlin, den

Mjr/Hk 9. UEL

MAGNBSEP CORPORATION, Denver, Colorado, USA

"Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von magnetischen Teilchen»

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen stark magnetischer Teilchen aus einer Mischung stark und weniger stark magnetischer Teilchen»

Die Erfindung geht aus von der US-PS 2 954 122.

Viele Materialien können aufgrund unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften voneinander getrennt werden_o Magnetscheider werden daher beispielsweise benutzt, um magnetische Teilchen aus einem nicht magnetischen Material abzutrennen,, In großem Maße wurden diese Einrichtungen im Bergbau eingesetzt, wobei einige bei trockenem, pulverisiertem Erz und andere bei nassem Erz oder einer Aufschlämmung eingesetzt wurden«, Im allgemeinen trennen diese Einrichtungen das stark magnetische Material von dem weniger stark magnetischen Material ab. Wenn Jedoch nur geringfügige Unterschiede in den magnetischen Eigenschaften bestehen oder

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BORO MÖNCHEN:	TELEX:	TELEGRAMM:	TELEFON:	BANKKONTO:	POSTSCHECKKONTO:
8 MÖNCHEN 22	1-85644	INVENTION	BERLIN	BERLINER BANK AG.	W. MEISSNER, BLN-W
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das Material sehr fein ist, dann ist das magnetische Feld der Trenneinrichtungen häufig nicht ausreichend, um das stark magnetische Material wirksam abzutrennen,, Diese Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß die magnetischen Kräfte nicht ausreichend stark sind, um das stark magnetische Material durch die Masse des Materials hindurchzuziehen, so daß dieses Material den Magnetpol oder -kollektor erreichen kann. Bei den meisten herkömmlichen Magnetscheidern wird dies noch dadurch weiter erschwert, daß das abzutrennende, stark magnetische Material quer zur Bewegung der Gesamtmasse durch diese hindurch gezogen werden muß_o

Die derzeit bekannten Anlagen sind bei der Trennung ferromagnetischer Materialien von nicht magnetischen Materialien sehr wirkungsvoll, nicht jedoch bei der Trennung oder Sammelung nur leicht magnetischer Stoffe. Beispielsweise ist der Wirkungsgrad nur gering, wenn nur schwach magnetisches Wolframmineral von dem Gestein abgetrennt werden soll.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das/die die oben angegebenen Nachteile nicht aufweist und die eine einwandfreie Trennung von schwach magnetischem Material von unmagnetischem, von stark magnetischem von weniger stark magnetischem und von ferromagnetischem von paramagnetischem Material ermöglicht, wobei der Material in feiner Form vorliegen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und angegebenen Merkmale« Die übrigen Ansprüche geben weitere Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung näher beschrieben werden.

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Dabei zeigt:

Fig. 1 das Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Trennvorrichtung,

Fig. 3 eine Ansicht auf eine Ebene, parallel zu dem geneigten Rahmen der Vorrichtung gemäß Fig» 2,

Fig. 4 eine Ansicht von der rechten Seite der Vorrichtung,

Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung,

Fig_o 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5 und

Fig. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungen der Trenneinrichtung gemäß der Erfindung.

Die einzelnen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in dem Blockdiagramm der Fig. 1 dargestellt. Bei der Durchführung des Verfahrens wird fein zerteiltes Erz oder anderes Material, das stark und weniger stark magnetische Bestandteile enthält und aus dem die stark magnetischen Materialanteile entfernt werden sollen, dem Mischer 10 aufgegeben«, Die Beschickung kann naß, trocken oder gasförmig sein, in Abhängigkeit von den Materialien und den Vorrichtungen₀ Der Mischer 10 kann ein Trichter sein, in den die Beschickung und die relativ großen Körper aus hoch magnetisierbarem Material, wie Weicheisenkugeln, geschüttet werden«. Die relativ großen Körper aus hoch magnetisierbarem Material werden durch einen geneigten Tunnel durch den Magnetscheider 12 bewegt, wo sie magnetisiert werden. Die Beschickung bewegt sich durch die Zwischenräume oder Poren zwischen den großen Körpern in dem Magnetfeld«, Nach einem Teil des Weges durch den Magnetscheider, werden die weniger stark magnetischen Bestandteile durch Siebe, Gitter und den Auslaß 14 abgezogene In dem Magnetscheider 12 werden die stark magnetischen Bestandteile von den großen magnetisieren Körpern angezogen und von

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diesen festgehalten, bis das Magnetfeld verlassen wird und die Entmagnetisierung in der Vorrichtung 13 erfolgt.

Unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise wenn die großen Körper aus Weicheisen sind, dann werden sie beim Verlassen des Magnetfeldes entmagnetisiert. Beim Trennen einiger Materialien kann auf die Entmagnetisierungsspule vor dem Eintritt der Körper in den Wäscher verzichtet werden.

Nachdem die magnetischen Körper entmagnetisiert worden sind, durchlaufen sie die Reinigungsvorrichtung 15, wo sie frei durcheinanderfallen können und gewaschen werden.. Die Reinigungsvorrichtung 15 kann beliebiger Art sein» Beispielsweise kann ein Sieb und ein Sprühwäscher verwendet werden, wenn naß gearbeitet wird oder es kann ein Gebläse und ein Staubsammler bei trockenen Verfahren verwendet werden« Die Rückführung 17 für die magnetisierbaren Körper kann ebenfalls beliebiger Konstruktion sein₀ Beispielsweise kann es sich um ein kontinuierliches Band, eine Becherkette oder eine Pumpe handeln.

Unabhängig von der verwendeten Vorrichtung ist der eigentliche Kern der Erfindung, die Verteilung von magnetischen Polen in der Masse des zu behandelnden Materials, so daß das Material keine wesentlichen Entfernungen zurücklegen muß, um die magnetischen Pole zu erreichen und um von dem übrigen Material abgetrennt zu werden.

Ein weiteres Merkmal ist der Sammelbereich in dem die stark magnetischen Materialien die Masse verlassen. Ferner soll das weniger stark magnetische Material von der Mischung getrennt werden, während die Körper in dem Magnetfeld sind, um Verluste des schwächeren des stark magnetischen Materials zu vermeiden»

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Bin weiterer Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die hoch magnetisierbaren Körper einen hoch magnetischen Permeabilitätsweg für den Magnetfluß schaffen, so daß dieselbe magnetische Energie eine höhere Magnetflußdichte erzeugt als sie erreichbar wäre, wenn ein Spalt in dem Permeabilitätsweg vorhanden wäre. Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Behälter mit Seitenwänden zwischen der Masse und den Poloberflächen_o Weiterhin verhält sich bei diesem Verfahren jeder der hoch magnetisierbaren Körper wie ein Magnet, während er in dem Magnetfeld ist und an dem Berührungspunkt zwischen den einzelnen Körpern,, Der Magnetfeldgradient ist sehr groß, wodurch die diamagnetischen Teilchen von den Berührungspunkten weggedrückt werden, während die paramagnetischen und ferromagnetisehen Teilchen von den Berührungspunkten zwischen den Körpern angezogen werden, mit der sich daraus ergebenden, hoch wirksamen Trennung.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die großen Körper von der magnetisch gebundenen, dicht verfestigten Masse freigegeben werden und in dem Wäscher frei durcheinanderfallen können, so daß das stark magnetische Material von den großen Körpern wirksam entfernt werden kann. Nachdem es von diesem entfernt worden ist, wird es durch den Auslaß 18 ausgetragen,, Dieses Verfahren hat sich als sehr wirksam bei der Entfernung von relativ schwach magnetischem Material aus einer Masse weniger stark magnetischem Material erwiesen, beispielsweise bei der Entfernung von Wolframmineral vom Gestein,,

Die in den Figuren 2 bis 4 gezeigte Vorrichtung ist eine geeignete Ausführung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrensο Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um ein System zur Durchführung eines Naßverfahrens zur Entfernung

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stark magnetischen Materials aus einer Aufschlämmung, die eine Mischung von fein gemahlenem, stark und weniger stark magnetischem Material enthält.

Wie aus der Figur 2 ersichtlich, weist die Vorrichtung eine Basis 20 mit senkrechten bzw. aufrechten Trägern 21 auf, an die eine geneigte Konstruktion "bei 23 angelenkt ist. Ein senkrechter Rahmen 24 ist am rechten Ende der Basis 20 angelenkt. Die geneigte Konstruktion 22 weist Seitenteile 25 auf, die an dem Rahmen 24 an bestimmten Positionen befestigt sind, beispielsweise, wenn vier Löcher vorgesehen sind, an denen der Rahmen angebracht werden kann, dann ist er - wie gezeigt in der letzten Höhe durch eine Stange 26, die sich quer durch den Rahmen - wie in Fig. 4 gezeigt - erstreckt angeordnet. Das Gefalle der Konstruktion kann so durch Anordnung der Seitenteile 25 an unterschiedlichen Löchern in dem senkrechten Rahmen 24 eingestellt werden. Der Rahmen 24 ist bei 27 drehbar an der Basis 20 angelenkt, damit die Seitenteile 25 in jeder Position angeordnet werden können,, Auf den Seitenteilen 25 ist die elektromagnetische Einrichtung 28 befestigt und sie weist Polstücke 30 für vier Elektromagneten auf. Jeder Elektromagnet weist einen U-förmigen hoch permeablen Eisenweg aus zwei Seitenteilen 31t einen zylindrischen Verbindungsteil 31' und eine Spule 32 über dem Teil 31' auf „ Die Enden des U besitzen dieselbe Breite wie die Polstücke 30. Wird die Spule erregt, dann wird zwischen den Polstücken 30 ein intensives Magnetfeld erzeugt. Ausgerichtet mit dem Spalt zwischen den Polstücken 30 ist eine Leitung oder ein Kanal 33 auf den Seitenteilen 25 angeordnet und zwischen den Polstücken sind obere und untere Wände 34, 35 vorgesehen (Figo 6).

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Durch den Zwischenraum zwischen den Polstücken 30 bewegt sich abwärts eine Kette 36 auf Kettenrädern 37, 38_o Die Kette wird von einem nicht dargestellten Motor über die Welle 40 angetriebene Körper 39 aus Weicheisen oder einem anderen leicht magnetisierbaren Material werden durch* Kanal oder Gang abwärts bewegt und nach dem Verlassen des Magnetfeldes mittels eines von einem ebenfalls nicht dargestellten Motor angetriebene Förderband 41 in den Kreislauf zurückgeführt,, Am oberen Ende des Förderbandes werden die magnetisierbaren Körper in einen Trichter 42 gegeben und gelangen durch das Rohr 43 in die Mischkammer 44o Eine Aufschlämmung aus stark und weniger stark magnetischem Material in fein geteilter Form wird der Kammer 44 durch den Einlaß 45 aufgegeben«, Die Kammer 44 ist zum Gang 33 hin offen und die Mischung aus Aufschlämmung und magnetisierbaren Körpern bewegt sich durch den Gang in die Zone zwischen den Magnetpolen 30. Wenn die Körper das Magnetfeld erreichen, dann erfolgt eine Verdichtung, die so ist, daß der Raum zwischen den Polstücken 30 dicht ausgefüllt und die Kette 36 umgeben ist. Die Kette weist Nasen oder Finger 46 an Vorsprüngen 46^f der Kette auf, die die verdichtete Masse der Körper fortschreitend durch das Magnetfeld bewegen. Die Körper erzeugen in diesem Zustand Zwischenräume, die quer durch die Masse in allen Richtungen verlaufende Poren bilden«, Vorzugsweise besitzen die Körper Kugelform, um ausreichende Poren zum Fortleiten der Teilchen der Aufschlämmung zu bilden. Die Neigung des Ganges oder Kanals ist so eingestellt, daß die gewünschte Fließgeschwindigkeit der Aufschlämmung eintritt und die Geschwindigkeit der Kette ist entsprechend der gewünschten Bewegung der magnetisierbaren Körper eingestellte Die Körper, die eng verdichtete Masse bilden, werden durch das Magnetfeld dicht zusammengehalten und ergeben einen hoch magnetischen Permeabilitätsweg für den Magnetfluß O

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Die Aufschlämmung kann sich frei durch die Porenräume mit einer Geschwindigkeit bewegen, die bestimmt wird durch den JNeigungswinkel des Ganges, die Größe der magnetisierten Kugeln, der Viskosität der Aufschlämmung und der Menge an magnetischem Material in der Aufschlämmung. Der Boden des Ganges zwischen den Polstücken ist im unteren Abschnitt des Magnetfeldes und eine geeignete Gitterkonstruktion aufweisen, damit das weniger stark magnetische Material oder die nicht magnetischen Teilchen der Aufschlämmung hindurchgehen und durch den Auslaß 47 in einen Trichter 48 gelangen können, wo eine Trennung von der Schlämmflüssigkeit erfolgt. Unter bestimmten Bedingungen kann es vorteilhaft sein, am unteren Ende des Magnetfeldes durch eine Leitung 49 Waschwasser zuzuführen, um den Anteil an weniger stark magnetischem Material, der mechanisch durch die Kugeln oder Körper mitbewegt wird zu verringern. In diesem Fall ist ein Abtrennauslaß 47^f vorgesehen, so daß die nicht magnetische Fraktion durch den Auslaß 47' und das Waschwasser durch den Auslaß 47 austreten kann_o Wird kein Waschwasser benutzt, so ist das Ventil 47^fl in dem Auslaß geschlossene

Wenn die verdichtete Masse der Körper das Ende des Ganges zwischen den Po.lstücken erreicht und aus dem Magnetfeld bewegt wird, dann werden die Weicheisenkörper entmagnetisiert und fallen in einer Leitung nach unten, die zwischen den Seitenteilen 25 vorgesehen ist und können sich entlang der Schräge frei drehend in Richtung auf den Wäscher 50 bewegen_o Dort werden die magnetischen oder paramagnetischen Teilchen abgewaschen oder in anderer Weise von den Körpern abgetrennt und zum Sammeln durch den Auslaß 51 heraus beförderte Die Körper verlassen den Wäscher 50 bzw. die Reinigungsvorrichtung über eine Schütte 52 und werden einem Förderband 41 zur Rückführung in den Trichter 42

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aufgegeben. Auf diese Weise ist die Vorrichtung für einen kontinuierlichen Ablauf geeignet.

Die in der Fig_o 7 gezeigte Ausführung der Erfindung entspricht im wesentlichen der Ausführung gemäß Figo 2 und entsprechende Teile sind daher mit den gleichen Nummern mit dem Zusatz "a" versehene Diese Ausführung unterscheidet sich von der der Figo dadurch, daß die Aufschlämmung und die kugelförmigen magnetischen Körper einer Pumpe 54, die von einem Motor 55 angetrieben wirdo zugeführt werden«, Die Aufschlämmung wird der Pumpe über eine Leitung 56 zugeführt und die kugelförmigen Körper werden durch den Auslaß 52a des Wäschers 50a zugeführto In der Pumpe werden die Aufschlämmung und die Körper gemischt und durch die Leitung 57 einer Kammer 58 zugeführt, die der Kammer 44 der Figur 2 entspricht_o Dies ermöglicht eine wirkungsvolle und einwandfreie Rückführung der Körper und eine gründliche Mischung mit der Aufschlämmung vor der Aufgabe in den Gang oder Kanal 33a.

Es hat sich gezeigt, daß die Weicheisenkörper eine erhebliche Zeit ohne bemerkenswerte Abnutzung verwendet werden können und daß sie für das vorliegende Verfahren sehr geeignet sind, weil ein einfaches Entmagnetisieren durch Entfernung aus dem Magnetfeld möglich ist_o

Unter bestimmten Bedingungen mag es aber zweckmäßiger sein, härtere Materialien als Weicheisen zu benutzen,, Härtere Materialien haben im allgemeinen eine größere magnetische Permanenz und benötigen daher für die Entmagnetisierung ein alternierendes Felde Die Entmagnetisierung auf diese Weise ist bekannt. Die entsprechende Vorrichtung wird am Ende der Magnetzone angeordnet, wie es mit 13 in der Figo 1 bezeichnet worden ist_o

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Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als sehr wirkungsvoll für die Trennung paramagnetischer Teilchen von weniger stark magnetischem oder diamagnetischem Material erwiesen und weiterhin auch bei der Trennung von ferromagnetischem von paramagnetischem Material. In der Praxis wird die Stärke des Magnetfeldes in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu behandelnden Materials eingestellt oder veränderte Beispielsweise erfordert die Trennung paramagnetischen Materials von weniger stark magnetischem Material ein wesentlich stärkeres Magnetfeld als die Trennung ferromagnetischen Materials von weniger stark magnetischem Material.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung wurden in der Praxis mit verschiedenen Erzen beschickt,. Bei einem bestimmten Versuch wurden die Abfälle aus einer Anlage die in herkömmlicher Weise arbeitete, aufgegeben. Die Vorrichtung arbeitete mit einer Leistung von 6 Tonnen pro Stunde und 9 KW für die Elektromagneten. Die Kette entsprach der gemäß Fig. 2 und sie arbeitete mit einer Geschwindigkeit von15,24 cm (one-half foot) pro Sekunde bei 4 PS.

Die Neigung des Ganges 33 betrug 33° gegenüber der Horizontalen„ Bei Anlagen herkömmlicher Art ergaben sich bei Wolframerz annähernd 1/3 Wolframverluste, weil die Mahlung nicht ausreichend fein war für eine Mineral Verlegung _o Weiterhin treten Verluste beim Sieben auf (in der -400 mesh Fraktion)_o Ein feineres Mahlen hatte jedoch die Verluste an Wolfram in der feinen Fraktion und außerdem die Kosten erhöht.

Bei dem Versuch mit den Abfällen der Anlage wurden über 60 % des Wolfram wiedergewonnen.

- Patentansprüche - 11-

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Claims

Patentansprüche:

1o Verfahren zum Trennen von stark magnetischen Teilchen aus einer Mischung von stark und weniger stark magnetischen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Paar magnetischer Polstücke ein intensives Magnetfeld erzeugt wird, daß in das Magnetfeld eine Anzahl stark magnetisierbarer Körper eingebracht werden, die verdichtet einen hoch magnetischen Permeabilitätsweg zwischen den Polstücken erzeugen mit sehr starken magnetischen Feldgradienten an den Berührungspunkten zwischen den Körpern und Zwischenräumen in der verdichteten Körpermasse, die sich in alle Richtungen erstrecken, daß eine Mischung aus stark und weniger stark magnetischen Teilchen eingebracht wird und sich durch die Zwischenräume bewegt, wodurch, während der Bewegung der Körper, die stark magnetischen Teilchen von den Körpern angezogen werden, daß die weniger stark magnetischen Teilchen quer zur Bewegungsrichtung der unter dem Einfluß des intensiven Magnetfeldes stehenden Körper bewegt und abgezogen werden, daß die verdichtete Masse der Körper entmagnetisiert und frei durcheinanderfallen gelassen wird und daß die stark magnetischen Teilchen von den Körpern entfernt und gesammelt wird ο

2c Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper auf einem geraden Weg durch das Magnetfeld bewegt werden.

3ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus stark und weniger stark magnetischen Teilchen zusammen mit einer Flüssigkeit aufgegeben und durch die Körperzwischenräume bewegt wird ο

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4_O Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Weg abwärts geneigt ist, daß die Teilchenmischung in einer Aufschlämmung am oberen Ende des Weges aufgegeben wird und sich abwärts durch die Körperzwischenräume hindurchbewegt _o

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper aus Weicheisenkugeln bestehen und beim Verlassen des Magnetfeldes entmagnetisiert werden»

6ο Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet« daß die magnetischen Teilchen von den Körpern durch Waschen mit einer Flüssigkeit entfernt werden, während die Körper durcheinanderfallen O

7ο Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper mit einer Flüssigkeit gewaschen werden, nachdem die Trägerflüssigkeit entfernt worden ist und während sie sich noch in dem intensiven Magnetfeld befinden,,

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gang (33, 33a) vorgesehen ist, daß ein Teil der Wände des Ganges aus Magnetpolstücken (31, 31a) besteht, daß der Gang eine Beschickungsöffnung für magnetisierbare Körper und eine Aufschlämmung einer Mischung von stark und weniger stark magnetischen Teilchen aufweist und daß im Anschluß an das Magnetfeld eine Wasch- oder Reinigungseinrichtung für die entmagnetisierten Körper vorgesehen ist_o

9ο Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gang (33, 33a) gegenüber der Horizontalen geneigt ist_e

1Oo Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gang (33, 33a) ein Kettenförderer (36) vorgesehen ist.

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11o Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Magnetfeldbereiches ein Auslaß für eine erste Flüssigkeit und weniger stark magnetisches Material, nahe dem Ende des Magnetfeldbereiches eine Zuführung für eine zweite Flüssigkeit und ein Auslaß für die zweite Flüssigkeit und weniger stark magnetisches Material vorgesehen

12o Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (41, 42, 43, 44 bzw₀ 54, 57, 58) zur Rückführung der gereinigten und entmagnetisierten Körner zur Beschickungsöffnung vorgesehen ist„

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