DE2615179C3

DE2615179C3 - Magnetic separator

Info

Publication number: DE2615179C3
Application number: DE19762615179
Authority: DE
Inventors: Tomio Tokio Nagashima; Hirofumi Urawa Saitama Suzuki
Original assignee: Mitsubishi Steel KK
Current assignee: Mitsubishi Steel KK
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1976-04-08
Publication date: 1978-12-07
Also published as: DE2615179A1; DE2615179B2; NL7603723A; NL165948C; NL165948B; JPS51117370A; GB1496621A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Magnetscheider mit einer zwischen zwei Magnetpolen rotierenden Haftscheibe, welche magnetisierbare und nichtmagnetisierbare Bereiche aufweist.The invention relates to a magnetic separator with an adhesive disk rotating between two magnetic poles, which has magnetizable and non-magnetizable areas.

Ein derartiger Magnetscheider ist aus der DE-PS 12 681 bekannt. Es handelt sich dabei um einen Permanentmagnetscheider, bei dem zum Verhindern von Wirbelströmen und einer zu starken Erwärmung der Polscheibe diese aus einzelnen ferromagnctischen Sektoren bzw. aus abwechselnd ferromagnetischen und antimagnetischen Sektoren zusammengesetzt ist, wobei die Fläche der Einzclsektoren gegenüber der Gesamtfläche relativ groß ist. Aus der DE-AS 1 2 26 953 und der US-PS 24 59 343 sind Magnetscheider bekannt, deren Scheibe jeweils mit parallel zur Scheibenachse angeordneten Permanentmagnetstäben besetzt ist, die in die Scheibe eingearbeitet sind bzw. diese durchsetzen. Die Stäbe können auch Elektromagneie sein.Such a magnetic separator is known from DE-PS 12,681. It's about one Permanent magnet separator used to prevent eddy currents and excessive heating The pole disc consists of individual ferromagnetic sectors or alternating ferromagnetic and Antimagnetic sectors is composed, with the area of the individual sectors compared to the total area is relatively large. From DE-AS 1 2 26 953 and US-PS 24 59 343 magnetic separators are known whose Disc is occupied with parallel to the disc axis arranged permanent magnet rods, which in the Disc are incorporated or enforce them. The rods can also be electromagnetic.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetscheider der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der eine gegenüber bekannten Magnetscheidern wesentlich vergrößerte Haftkraft aufweist und sehr einfach herzustellen ist Die Entfernung der anhaftenden Teilchen soll sehr einfach möglich sein, so daß der Magnetscheider in einer kontinuierlich arbeitenden Magnettrenneinrichtung verwendbar ist.The object of the invention is to provide a magnetic separator of the type described above, which has a compared to known magnetic separators has significantly increased adhesive force and is very simple The removal of the adhering particles should be very easy, so that the Magnetic separator can be used in a continuously operating magnetic separator.

Diese Aufgabe wird durch einen Magnetscheider der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fläche jedes magnetisierbaren Einzelelementes gegenüber der Scheibenfläche sehr klein ist, und die Gesamtfläche der magnetisierbaren Einzelelemente etwa gleich der nichtmagnetisierbaren Gesamtfläche oder kleiner als diese ist.This object is achieved by a magnetic separator of the type described above, which according to the Invention is characterized in that the surface of each magnetizable individual element opposite the Disc area is very small, and the total area of the magnetizable individual elements approximately equal to the total non-magnetizable area or less than this.

Daraus ergibt sich ein gegenüber den bekannten Magnetscheidern wesentlich vergrößerter Magnetfeldgradient, weil die Abstände über die Matrix, d. h. das nichtmagnetisierbare Material, sehr verkleinert sind und dadurch vergrößerte Haftkräfte erzeugt werden.This results in a significantly larger magnetic field gradient compared to the known magnetic separators, because the distances across the matrix, i.e. H. the non-magnetizable material, are very miniaturized and thereby increased adhesive forces are generated.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Figuren. Von den Figuren zeigtDetails of the invention emerge from the description of exemplary embodiments on the basis of the Characters. From the figures shows

F i g. 1 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise einer herkömmlichen Eisenkugel-Matrix,F i g. 1 shows an illustration to explain the mode of operation of a conventional iron ball matrix,

F i g. 2 einen Längsschnitt eines Teils eines Beispiels einer kombinierten Haftscheibe, die ein wesentliches Grundelement der erfindungsgemäßen Magnettrenneinrichtung bildet,F i g. Fig. 2 is a longitudinal section of part of an example of a combined adhesive disk comprising an essential Forms the basic element of the magnetic separating device according to the invention,

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 2 gezeigten kombinierten Haftscheibe,3 shows a side view of the combined adhesive disk shown in FIG. 2,

Fig.4 eine schematische Teilschnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Magnettrenneinrichtung, 4 shows a schematic partial sectional view of an embodiment of the magnetic separating device according to the invention,

Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht der in Fig.4 gezeigten Magnettrenneinrichtung längs Linie V-V in F i g. 4 undFIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the magnetic separating device shown in FIG. 4 along a line V-V in Fig. 4 and

F i g. 6 eine Längsschnittansicht eines Teils der in den Fig.4 und 5 gezeigten magnetischen Trenneinrichtung mit größerem Maßstab.F i g. 6 is a longitudinal sectional view of part of the magnetic separator shown in FIGS on a larger scale.

An Hand der Fig. 1, 2 und 3 wird das Prinzip der kombinierten Haftscheibe, die ein wesentliches Element der erfindungsgemäßen Magnettrenneiürichtung bildet, durch einen Vergleich mit einer Eisenkugel-Matrix erläutert, die bei herkömmlichen Magnettrenneinrichtungen weitgehend angewendet wurde. In Fig. 1, die eine herkömmliche Kugelmatrix 1 zeigt, wird, wenn ein magnetisches Feld H an der Eisenmatrix 1 in Richtung des Pfeiles ^angelegt wird,diese Matrix 1 magnetisiert, wie durch die Pfeile angedeutet ist, wobei Magnetteilchen 2 auf beiden Seiten der Eisenmatrix 1 sehr stark angezogen werden und anhaften, entsprechend der Richtung des Magnetfeldes H, und haften ferner an der Oberfläche der Kugel an mit einer Verteilung im wesentlichen über ihren gesamten Bereich. Da in diesem Fall die Abmessung des Haftbereiches im Magnetfeldraum groß gemacht werden kann, wird dieser ausgenutzt.1, 2 and 3, the principle of the combined adhesive disk, which forms an essential element of the magnetic separating device according to the invention, is explained by a comparison with an iron ball matrix, which was largely used in conventional magnetic separating devices. In Fig. 1, which shows a conventional spherical matrix 1, when a magnetic field H is applied to the iron matrix 1 in the direction of the arrow ^, this matrix 1 is magnetized as indicated by the arrows, with magnetic particles 2 on both sides of the Iron matrix 1 are very strongly attracted and adhere according to the direction of the magnetic field H, and also adhere to the surface of the sphere with a distribution substantially over its entire area. In this case, since the size of the adhesion area in the magnetic field space can be made large, it is used.

Da jedoch der Demagnetisierungskoeffizient S der Hisenkugel 1 den Wert 4.τ/3 besitzt, ist zur Sättigung derselben ein starkes Magnetfeld von H= 8700 Oe erforderlich. Da in diesem Fall die Haftkraft vonHowever, since the demagnetization coefficient S of the Hisenkugel 1 has the value 4.τ / 3, a strong magnetic field of H = 8700 Oe is required to saturate the same. Since in this case the adhesive force of

Magnetteilchen proportional zu H · dHldx ist, wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ist sie proportional zu H², bis die Eisenkugel 1 bei H<B700 Oe gesättigt ist und proportional zu H in Magnetfeldern über diesem Wert. An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß zur Erzeugung eines Magnetfeldes von //=8700 Oe ein Permanentmagnet im allgemeinen ungeeignet ist, so daß ein Elektromagnet verwendet weiden muß.Magnetic Particle is proportional to H · dHldx , as mentioned above, it is proportional to H ² until the iron ball 1 is saturated at H <B700 Oe and proportional to H in magnetic fields above this value. At this point it should be mentioned that a permanent magnet is generally unsuitable for generating a magnetic field of // = 8700 Oe, so that an electromagnet must be used.

Bei einer Ausführungsform einer kombinierten Haftscheibe, die das wesentliche Grundelement der erfindungsgemäßen Magnettrenneinrichtung bildet, ist, wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist, eine Anzahl von ferromagnetischen Stäben 5 in einer Platte 6 eingebettet, die aus nichtmagnetischem Stoff gebildet ist, und zwar rechtwinklig zu beiden Seiten ihrer Oberflächen, so daß beide Endoberflächen jedes der ferromagnetischen Stäbe 5 an den Oberflächen der Platte 6 direkt freiliegen und mit diesen fluchten. Wenn ein Magnetfeld H an den Oberflächen der Platte 6 rechtwinklig dazu in Richtung des Pfeiles X anliegt, wie dies in Fig.2 dargestellt ist, so werden ferromagnetische Stäbe 5 magnetisiert, und ihr Magnetfeldgradient H · άΗΙάχ ist besonders groß an ihren Oberflächen, so daß Magnetteilchen daran angezogen werden und anhaften. Da die Haftoberflächen von ebener Gestalt sind, können die daran anhaftenden Magnetteilchen leicht mechanisch entfernt werden, beispielsweise durch Anwendung eines Wischers oder dergleichen. Auf den ersten Blick mag es erscheinen, daß eine derartige kombinierte Haftscheibe nachteilhaft ist im Vergleich zu einer Eisenkugel 1, wie diese in F i g. 1 gezeigt ist, insofern, als sie keinen so großen Haftbereich in einem Magnetfeld aufweist wie die Eisenkugel 1, als natürliche Folge der Verwendung von ebenen Haftoberflächen. Wie jedoch im einzelnen später erläutert wird, ist die kombinierte Haftscheibe im Betrieb und bezüglich der Herstellungskosten vorteilhaft, da sie schon bei sehr niedrigen Magnetfeldern im Vergleich zur Eisenkugel 1 bereits zufriedenstellend arbeitet und mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.In one embodiment of a combined adhesive disk, which forms the essential basic element of the magnetic separating device according to the invention, as shown in FIGS. 2 and 3, a number of ferromagnetic rods 5 are embedded in a plate 6 formed of non-magnetic material, at right angles on both sides of their surfaces, so that both end surfaces of each of the ferromagnetic rods 5 on the surfaces of the plate 6 directly exposed and aligned with these. When a magnetic field H at the surfaces of the plate 6 at right angles thereto is applied in the direction of arrow X, as shown in Figure 2, so ferromagnetic rods 5 are magnetized, and their magnetic field H · άΗΙάχ is particularly large on their surfaces, so that Magnetic particles are attracted to it and adhere. Since the adhesive surfaces are planar in shape, the magnetic particles adhering thereto can easily be removed mechanically, for example by using a wiper or the like. At first glance it may appear that such a combined adhesive disk is disadvantageous in comparison with an iron ball 1, as shown in FIG. 1, inasmuch as it does not have as large an adhesion area in a magnetic field as the iron ball 1, as a natural consequence of the use of flat adhesion surfaces. However, as will be explained in detail later, the combined adhesive disk is advantageous in terms of operation and manufacturing costs, since it already works satisfactorily at very low magnetic fields compared to the iron ball 1 and can be manufactured at low cost.

Wenn ein effektives Magnetfeld Herr von etwa 1000 Oe an dem Eisen angelegt wird, so erreicht die Magnetisierung fast den Sättigungswert /_s. In diesem Fall ist ein Magnetfeld H_n, das von außen daran angelegt wird, gegeben durch die Formel:When an effective magnetic field Mr. of about 1000 Oe is applied to the iron, the magnetization almost reaches the saturation value / _s . In this case, a magnetic field H _n applied to it from outside is given by the formula:

H_n = H_efr+N,_s H _n = H _ef r + N, _s

= 1000+M₁(Oe), = 1000 + M ₁ (Oe),

worin N den Desnagnetisierungskoeffizienten bezeichnet. where N denotes the desnagnetization coefficient.

Für den Fall eines Eisenstabes 5, bei dem das Verhältnis von Länge / zu Durchmesser d, d. h. das Dimensionsverhältnis l/d, beispielsweise 5, 3 und 1 beträgt, so nimmt //„ jeweils die Werte von stwa 1900, 2600 und 6800Oe an. Wenn das Dimensionsverhältnis l/d zwischen 3 und 5 gewählt wird, so ist leicht ersichtlich, daß ein Magnetfeld mit niedrigerem Wert als im Falle der Eisenkugel seinen Zweck gut erfüllt und daß dieses Magnetfeld in einen Bereich fällt, der leicht mit einem preiswerten Ferritmagnet erzeugt werden t,o kann. Die vorstehende Erläuterung erfolgte unter der Annahme, daß das Material des ferromagnetischen Stabes 5 Eisen ist, für den Fall einer Eisen-Kobalt-Legicrung wird jedoch das Sättigungsmagnetfeld größer Lin 100 bis 1000Oe. Für den Fall einer 45-/.u-50%-Per· .,--, manentlegierung, die bei einem effektiven Magnetfeld H_c/f von etwa 1000 Oe gesättigt ist, beträgt H_Li jeweils 740, 1200 und 4400 Oe bei einem Dimensionsverhältnis l/d von 5, 3 und 1. Diese Werte liegen wesentlich niedriger als im Falle anderer Legierungen. Im Sättigungszustand eines ferromagnetischen Stabes 5 der kombinierten Haftscheibe erfolgt somit praktisch der gesamte Magnetfluß durch den ferromagnetischen Stab 5 hindurch orthogonal von den Endoberflächen der Haftscheibe aus, so daß diese in besonders wirksamer Weise zur Erzeugung der Haftkräfte dienen. Bei der vorstehenden Erläuterung wurde davon ausgegangen, daß der Querschnitt des ferromagnetischen Stabes 5 kreisförmig ist; er kann jedoch jegliche gewünschte Gestalt annehmen, solange der Querschnitt gleichförmig bleibt und eine Gestalt aufweist, die es dem Magnetfluß ermöglicht, parallel zur Achse des Stabes durchzulaufen. Der Querschnitt des ferromagnetischen Stabes 5 kann also die Gestalt eines Polygonringes annehmen, H- oder I-förmig sein usw. Ferner kann die kombinierte Haftscheibe derart ausgebildet werden, daß ein ferromagnetisches Band und ein nichtmagnetisches Band mit identischer Breite übereinandergelcgt werden, um durch Drehung aufgewickelt zu werden, so daß man eine kombinierte Haftscheibe mit einer Dicke gleich der Breite der Bänder erhält. Statt dessen kann auch eine dicke kreisförmige Scheibe aus einer ferromagnetischen Substanz mit einer Anzahl von Löchern versehen werden, und die Löcher werden mit nichtmagnetischem Material ausgefüllt, so daß beide Endoberflächen des eingefüllten Materials mit den gegenüberliegenden Oberflächen der ferromagnetischen Scheibe fluchten. Kurz gesagt, es ist wichtig, daß die kombinierte Haftscheibe so ausgebildet wird, daß sie eine große Form-Anisotropie erhält, so daß die Richtung senkrecht zu den Oberflächen der Scheibe eine magnetische Vorzugsachse wird. In den F i g. 4 und 5 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen kontinuierlichen Magnettrenneinrichtung mit hohem Gradienten dargestellt, bei der die kombinierte Haftscheibe verwendet wird, die den vorstehend beschriebenen grundlegenden Aufbau besitzt. Wie in den Figuren gezeigt ist, ist eine kreisförmige Haftscheibe 10 in einem nicht dargestellten Gehäuse so gelagert, daß sie mittels jeglicher geeigneten Antriebseinrichtung über eine waagerechte Welle 11 in Drehung versetzt werden kann, die im Mittelpunkt an ihr befestigt ist, wobei die Scheibe 10 dazu eingerichtet ist, mit im wesentlichen ihrer unteren Hälfte in einen Abscheidetank 12 eingetaucht zu werden. Der Tank 12 weist Seitenwände auf, von denen jede jeweils einer Seitenoberfläche der Scheibe 10 gegenüberliegt, wobei ein Spalt dazwischen freigelassen ist (s. F i g. 5); der Tank ist in einem Magnetfeld angeordnet, das von Magneten 13 außerhalb von den Seitenwänden erzeugt wird, und zwar direkt oder indirekt und mit einem kleinen dazwischenliegenden Luftspalt, wie in F i g. 5 gezeigt ist. Der Abscheidetank 12 ist an geeigneten Stellen mit einem Einlauf 14 für die Originallösung R und einem Auslauf 15 für gereinigtes Lösungsmittel P versehen. In den Fig.4 und 5 bezeichnet das Bezugszeichen 16 eine Jochverbindung zwischen den beiden Magneten 13, die verschiedene Polaritäten aufweisen. Wenn die Originallösung R vom Einlauf 14 in den Abscheidetank 12 der derart ausgebildeten Magnettrenneinrichtung mit hohem Gradienten gelangt, werden in der Originallösung R enthaltene M&~netteilchen von den Oberflächen der rotierenden kombinierten Haftscheibe 10 angezogen, wlhrend die Originallösung R innerhalb des Abscheidetanks 12 im Fluß ist. und das Bereinigte Lösungsmittel P wird überFor the case of an iron rod 5 in which the ratio of length / to diameter d, ie the dimensional ratio l / d, is, for example, 5, 3 and 1, // “assumes the values of approximately 1900, 2600 and 6800Oe, respectively. If the dimension ratio l / d is chosen between 3 and 5, it is easy to see that a magnetic field with a lower value than in the case of the iron ball serves its purpose well and that this magnetic field falls within a range which can be easily generated with an inexpensive ferrite magnet t, o can. The above explanation has been made on the assumption that the material of the ferromagnetic rod 5 is iron, but in the case of iron-cobalt alloy, the saturation magnetic field becomes greater than Lin 100 to 1000Oe. In the case of a 45- / .μ-50% -Per ·., -, man alloy which is saturated with an effective magnetic field H _c / f of about 1000 Oe, H _Li is 740, 1200 and 4400 Oe respectively for one Dimension ratio l / d of 5, 3 and 1. These values are considerably lower than in the case of other alloys. In the saturation state of a ferromagnetic rod 5 of the combined adhesive disk, practically all of the magnetic flux through the ferromagnetic rod 5 occurs orthogonally from the end surfaces of the adhesive disk, so that these serve in a particularly effective manner to generate the adhesive forces. In the above explanation, it was assumed that the cross section of the ferromagnetic rod 5 is circular; however, it can take any desired shape so long as the cross-section remains uniform and has a shape which allows the magnetic flux to pass parallel to the axis of the rod. The cross-section of the ferromagnetic rod 5 can thus assume the shape of a polygonal ring, be H- or I-shaped, etc. Furthermore, the combined adhesive disk can be designed in such a way that a ferromagnetic band and a non-magnetic band of identical width are superposed and wound up by rotation so that a combined adhesive disc with a thickness equal to the width of the tapes is obtained. Alternatively, a thick circular disk made of a ferromagnetic substance can be provided with a number of holes and the holes are filled with non-magnetic material so that both end surfaces of the filled material are flush with the opposite surfaces of the ferromagnetic disk. In short, it is important that the combined adhesive disk is formed to have a large shape anisotropy so that the direction perpendicular to the surfaces of the disk becomes a magnetic easy axis. In the F i g. 4 and 5, an embodiment of the continuous high gradient magnetic separator according to the present invention is shown using the combined adhesive disk having the basic structure described above. As shown in the figures, a circular adhesive disk 10 is mounted in a housing (not shown) so that it can be set in rotation by any suitable drive device via a horizontal shaft 11 which is fastened to it in the center, the disk 10 for this purpose is set up to be immersed with essentially its lower half in a separation tank 12. The tank 12 has side walls, each of which faces a side surface of the disk 10 with a gap left therebetween (see FIG. 5); the tank is placed in a magnetic field generated by magnets 13 outside the side walls, directly or indirectly and with a small air gap therebetween, as in FIG. 5 is shown. The separation tank 12 is provided with an inlet 14 for the original solution R and an outlet 15 for purified solvent P at suitable points. In FIGS. 4 and 5, the reference number 16 denotes a yoke connection between the two magnets 13, which have different polarities. When the original solution R from the inlet 14 enters the separation tank 12 of the magnetic separation device constructed in this way with a high gradient, M & ~ n particles contained in the original solution R are attracted to the surfaces of the rotating combined adhesive disk 10, while the original solution R is in the flow within the separation tank 12 . and the Purified Solvent P is over

Auslauf 15 daraus abgelassen.Drain 15 drained from it.

Die so an den Oberflächen der kombinierten Haftscheibe 10 anhaftenden Magnetteilchen gelangen aus der Originallösung R heraus, ebenso wie aus dem von den Magneten 13 erzeugten Magnetfeld, während die kombinierte Haftscheibe 10 in Richtung des in Fig.4 gezeigten Pfeiles rotiert. Wenn also Schaber 17 an der oberen Hälfte der kombinierten Haftscheibe 10 angeordnet werden, so daß sie in enge Berührung mit den Oberflächen der Scheibe 10 gelangen, so werden die an den Oberflächen anhaftenden Magnetteilchen von den Schabern 17 entfernt, während sich die kombinierte Haftscheibe 10 dreht. Da die Magnetteilchen magnetisch und körperlich zusammenhalten, wurde es durch Versuche bestätigt, daß, wenn die Flußgeschwindigkeit der Originallösung R und die Umfangsgeschwindigkeit der kombinierten Haftscheibe 10 beide kleiner als etwa 10 cm/sec gewählt werden, die Entfernung der Magnetteilchen aus der Originallösung R und das Herausgelangen derselben aus dem Magnetfeld ohne jegliche Störung erfolgen können.The magnetic particles adhering to the surfaces of the combined adhesive disk 10 get out of the original solution R , as well as from the magnetic field generated by the magnets 13, while the combined adhesive disk 10 rotates in the direction of the arrow shown in FIG. Thus, when scrapers 17 are placed on the upper half of the combined adhesive disk 10 so that they come into close contact with the surfaces of the disk 10, the magnetic particles adhering to the surfaces are removed by the scrapers 17 while the combined adhesive disk 10 rotates . Since the magnetic particles are magnetically and physically held together, it has been confirmed through experiments that when the flow rate of the original solution R and the peripheral speed of the combined adhesive disk 10 are both selected to be less than about 10 cm / sec, the removal of the magnetic particles from the original solution R and the Getting out of the same from the magnetic field can take place without any disturbance.

Falls dies erforderlich ist, so kann als ferromagnetische Substanz, aus der die kombinierte Haftscheibe 10 gebildet ist, eine Substanz mit relativ großer Koerzitivkraft verwendet werden, wie beispielsweise Kohlenstoffstahl, um ein besonders zuverlässiges Ergebnis zu erhalten. In jedem Falle können Magnetteilchen leicht von der kombinierten Haftscheibe 10 entfernt werden, da die Entfernung in einem Zustand erfolgt, wo sehr geringe Haftkräfte an der kombinierten Haftscheibe 10 wirksam sind.If this is necessary, the combined adhesive disk 10 is formed, a substance with a relatively large coercive force such as carbon steel can be used, to get a particularly reliable result. In any case, magnetic particles can easily can be removed from the combined adhesive disk 10, since the removal is done in a state where very low adhesive forces on the combined adhesive disk 10 are effective.

Die verschiedenen Faktoren bezüglich der kombinierten Haftscheibe 10, d. h. die Art und Form der ferromagnetischen Stäbe 5, ihr Volumenverhältnis zu der nichtmagnetischen Substanz 6 usw. können in geeigneter Weise ausgewählt werden, indem die Arten von Originallösung und die zu behandelnden Magnetteilchen, die pro Zeiteinheit zu behandelnde Menge, die Stärke des anzulegenden Magnetfeldes usw. berücksichtigt werden.The various factors relating to the combined adhesive disc 10, i. H. the type and shape of the ferromagnetic rods 5, their volume ratio to the non-magnetic substance 6, etc. can be in appropriately selected by considering the types of original solution and magnetic particles to be treated, the amount to be treated per unit of time, the strength of the magnetic field to be applied, etc. taken into account will.

Die grundlegenden Werte zur Bestimmung dieser Faktoren sind nachstehend angegeben.The basic values for determining these factors are given below.

Fig. 6 zeigt den Magnetfluß und die Magnetflußverteüung in der engen Umgebung der kombinierten Haftscheibe 10 mit vergrößertem Maßstab. Unter der Annahme, daß der Packungsfaktor der ferromagnetischen Substanz 5 in der kombinierten Haftscheibe 1OP und das magnetische Feld aus einem Elektromagneten oder Permanentmagneten 13H ist, wird der Magnetfluß B der ferromagnetischen Substanz 5 in der kombinierten Haftscheibe 10 zu H/P. und es existieren keine Magnetflußverluste. Wenn H groß und P klein ist. so überschreitet B die Sättigungsmagnetflußdichte Bs, der darüber hinausgehende Teil dieses Magnetflusses beginnt jedoch, durch nichtmagnetisches Material 6 zu laufen. Hier ist zu betonen, daß die Haftkraft der Magnetteilchen proportional H² ist bis das Magnetfeld gesättigt ist, und proportional H, wenn das Magnetfeld, wie zuvor erwähnt, die Sättigung überschreitet.6 shows the magnetic flux and the magnetic flux distribution in the close vicinity of the combined adhesive disk 10 on an enlarged scale. Assuming that the packing factor of the ferromagnetic substance 5 in the combined adhesive disk 1OP and the magnetic field from an electromagnet or permanent magnet 13 is H , the magnetic flux B of the ferromagnetic substance 5 in the combined adhesive disk 10 becomes H / P. and there is no loss of magnetic flux. When H is large and P is small. so B exceeds the saturation magnetic flux density Bs, but the part of this magnetic flux that goes beyond this begins to run through non-magnetic material 6. It should be emphasized here that the adhesive force of the magnetic particles is proportional to H ² until the magnetic field is saturated, and proportional to H when the magnetic field, as mentioned above, exceeds the saturation.

Wenn bei der oben angegebenen Beziehung zwischen der Länge /, dem Durchmesser d und dem Magnetfeld H P groß wird und sich dem Wert 1 nähert, so wird die Wechselwirkung zwischen nebeneinanderliegenden ferromagnetischen Substanzen 5 größer, und das Sättigungsmagnetfeld wird größer. Für den Fall eines identischen Packungsfaktors P. identischer ferromagnetischer Substanz 5 und Magnetflußdichte B usw. ist. wenn der Durchmesser d der ferromagnetischen Substanz 5 klein ist, die Haftkraft an den Endoberflä chen der kombinierten Haftscheibe 10 groß, an einei davon entfernt liegenden Stelle wird sie jedoch Hein oder umgekehrt bei großem Wert für d. Die Spähe zwischen den Oberflächen der Elektromagnete odei Permanentmagnete 13 und den Oberflächen dei kombinierten Haftscheibe 10, d. h. die Dicke g des Abscheidetanks 12 auf einer der Seiten, liegt gewöhnlich vorzugsweise innerhalb eines Mehrfachen von d. WenrIn the above relationship between the length /, the diameter d and the magnetic field HP becomes large and approaches 1, the interaction between adjacent ferromagnetic substances 5 becomes larger and the saturation magnetic field becomes larger. In the case of an identical packing factor P, identical ferromagnetic substance 5 and magnetic flux density B and so on. If the diameter d of the ferromagnetic substance 5 is small, the adhesive force on the end surfaces of the combined adhesive disk 10 is large, but at a point remote from it it becomes Hein or vice versa with a large value for d. The area between the surfaces of the electromagnets or permanent magnets 13 and the surfaces of the combined adhesive disk 10, ie the thickness g of the separation tank 12 on one of the sides, is usually preferably within a multiple of d. Wenr

ic die Haftkraft groß ist, so ist es schwierig, die an der Oberflächen der kombinierten Haftscheibe 10 anhaften den Magnetteilchen von diesen durch das Fließen dei Originallösung abzutrennen. Wenn die Dicke g irr Abscheidetank 12 auf der einen Seite groß gemacht wird, so erniedrigt sich die Flußgeschwindigkeit dei Originallösung R, so daß die Trennkraft auf Grund de: Fließens der Originallösung klein gemacht wird, unc gleichzeitig nimmt die hauptsächliche Haftkraft aucr einen kleinen Wert an. Diese Faktoren stehen ir direkter Beziehung zur Behandlungskapazität dei Originallösung, so daß die genauen Faktoren auf dei Grundlage der Art der zu behandelnden Originallösunf bestimmt werden.If the adhesive force is large, it is difficult to separate the magnetic particles adhered to the surface of the combined adhesive disk 10 therefrom by flowing the original solution. When the thickness g irr separator tank is made large on the one hand 12, as the flow rate decreases dei stock solution R, so that the separation force de due to: flow of the stock solution is made small, unc simultaneously takes the main adhesive force AUCR a small value . These factors are directly related to the treatment capacity of the original solution, so the exact factors will be determined based on the type of original solution being treated.

Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau dei kombinierten Haftscheibe 10 werden die Schwierigkei ten bei der Entfernung von anhaftenden Magnetteil chen, wie diese bei herkömmlichen Matrixsystemer auftreten, vollständig beseitigt, so daß kontinuierlich Magnetabtrenneinrichtungen verschiedener Typen ge maß der Erfindung leicht realisiert werden können Beispielsweise kann durch eine leichte Abwandlung de; Einlaufteils für die Originallösung eine leichte Anwen dung bei einer »Karrusselltypw-Magnettrenneinrich tung erfolgen.With the construction of the combined adhesive disk 10 described above, the difficulties become ten when removing adhering magnetic particles, as is the case with conventional matrix systems occur completely eliminated, so that continuously magnetic separators of various types ge measure of the invention can be easily implemented For example, by a slight modification de; Inlet part for the original solution is easy to use with a »carousel-type magnetic separator take place.

Es wird nun ein numerisches Beispiel für di( erfindungsgemäße kontinuierliche Magnettrenneinrich tung mit hohem Gradienten gegeben:A numerical example will now be given of di (continuous magnet separator according to the invention given with a high gradient:

Bei der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Magnettrenn einrichtung wird an Stelle der scheibenähnlicher kombinierten Haftscheibe 10. bei der eine Anzahl vor Stäben 5 aus ferromagnetischer Substanz in einei Scheibe 6 aus nichtmagnetischem Material eingebette sind, eine Scheibe verwendet, bei der eine Anzahl vor Stäben 5 aus nichtmagnetischem Material in einei Scheibe 6 aus ferromagnetischer Substanz angeordne sind. In einer kreisförmigen Platte aus Weicheisen mi einer Dicke von 30 mm und einem Durchmesser vor 600 mm befindet sich eine Anzahl von Löchern mi einem Durchmesser von 25 mm mit einem Abstand vor 30 mm zwischen nebeneinanderliegenden Löchern wobei die Löcher mit Plastikharz ausgefüllt sind, so dal der Packungsfaktor P der ferromagnetischen Subslan; den Wert 0,5 aufweist. Das Magnetfeld H nacl Anordnung der in dieser Art ausgebildeten kombinier ten Haftscheibe zwischen den Permanentmagnete! beträgt 3000 Oe, wenn die Dicke g in dem Abscheide tank auf einer Seite 8 mm beträgt. Als Originallösunj wurde eine solche verwendet, bei der 1 Gew.-% vot feinen Magneteisensteinteilchen in Wasser in SuspenIn the magnetic separation device shown in Figs. 4 and 5, instead of the disk-like combined adhesive disk 10. in which a number of rods 5 made of ferromagnetic substance are embedded in a disk 6 of non-magnetic material, a disk is used in which a number of Rods 5 made of non-magnetic material are arranged in a disc 6 made of ferromagnetic substance. In a circular plate of soft iron with a thickness of 30 mm and a diameter of 600 mm there are a number of holes with a diameter of 25 mm with a distance of 30 mm between adjacent holes, the holes being filled with plastic resin, so that the Packing factor P of the ferromagnetic subslan; has the value 0.5. The magnetic field H according to the arrangement of the combined adhesive disk formed in this way between the permanent magnets! is 3000 Oe when the thickness g in the separation tank is 8 mm on one side. As an original solution, one was used in which 1% by weight of the fine magnetic iron stone particles in water in suspensions

^W1 sion sind, wobei der Durchmesser der feinen Magnetei sensteinteilchen 0,05 μ beträgt. Der Durchmesser de Magneteisensteinteilchen ist so klein, daß ihre Abschei dung mittels einer herkömmlichen Magnettrenneinrich tung als schwierig zu beurteilen ist. Es wurdi ^W1 sion, where the diameter of the fine magnetic iron stone particles is 0.05 μ. The diameter de Magneteisensteinteilchen is so small that their separation by means of a conventional Magnettrenneinrich device is difficult to judge. It was

' '= beobachtet, daß die Trübung der Auslauflösung direk von der Funktion der Schaber abhängt, von de Drehzahl der kombinierten Haftscheibe usw., und dii Magneteisensteinteilchen waren so fein, daß sii'' = observed that the turbidity of the leakage solution is direct depends on the function of the scraper, on the speed of the combined adhesive disc, etc., and dii Magnetic iron stone particles were so fine that sii

körperlich sehr stark an der Platte anhafteten. Daher wurde als Material für die Schaber ein relativ hartes Material gewählt, und die Drehzahl pro Minute der kombinierten Haftscheibe wurde auf 1 festgelegt. Unter diesen Bedingungen wurde die Originallösung bei einer Leistung von 10001 pro Stunde behandelt, und als Ergebnis lag die Trübung der Lösung am Auslauf des Abscheidelanks unter 5Teile pro 1 Million.physically very strongly attached to the plate. Therefore, the material for the scrapers has become relatively hard Material selected and the speed per minute of the combined adhesive disc was set to 1. Under Under these conditions, the original solution was treated at a rate of 10001 per hour, and as The result was the turbidity of the solution at the outlet of the separation tank below 5 parts per 1 million.

Es wird somit deutlich, daß die erfindungsgemäße Magnettrenneinrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Magnettrenneinrichtungen eine besonders ausgezeichnete Wirksamkeit aufweist. Insbesondere wurde kürzlich ein Magnettrennsystem vorgeschlagen, bei dem eine Anzahl von Permanentmagneten in einer rotierenden Scheibe eingebettet sind, so daß Magnetteilchen an den Oberflächen der Magnete anhaften; dieses System erscheint ziemlich ähnlich der in den Fig.4 und 5 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, letztere unterscheidet sich aber nicht nur fundamental von der bekannten Lösung, sondern weist demgegenüber auch folgende Vorteile auf:It is thus clear that the magnetic separator according to the invention compared to conventional Magnetic separators has a particularly excellent effectiveness. In particular, was recently proposed a magnet separation system in which a number of permanent magnets in a rotating Disc are embedded so that magnetic particles adhere to the surfaces of the magnets; this system appears quite similar to the embodiment of the present invention shown in Figures 4 and 5, The latter differs not only fundamentally from the known solution, but also points on the other hand, it also has the following advantages:

Zum ersten weist die erfindungsgemäße Trenneinrichtung eine wesentlich größere Haftkraft auf als die herkömmlichen. Während bei der Trenneinrichtung mit Permanentmagnetscheibe der Magnetfeldgradient H ■ dH/dx unter etwa 10⁶Oe²/cm liegt, kann er beim Gegenstand der Erfindung eine Größe von bis zu etwa 10¹' Oe²/cm erreichen, d. h. derselbe Wert wie bei einem herkömmlichen Matrixsystem, so daß die Haftkraft bis zu 10⁵mal größer gemacht werden kann als bei der Trenneinrichtung mit Permanentmagnetscheibe.First, the separating device according to the invention has a significantly greater adhesive force than the conventional ones. While the magnetic field gradient H · dH / dx is below about 10 ⁶ Oe ² / cm in the separating device with permanent magnet disk, it can reach a size of up to about 10 ¹ Oe ² / cm in the subject matter of the invention, ie the same value as with one conventional matrix system, so that the adhesive force can be made up to 10 ⁵ times greater than with the separator with permanent magnet disc.

Zum zweiten müssen in einem System, bei dem die Magnetteilchen direkt an Permanentmagneten anhaften, da Permanentmagneten spröde sind und eine geringe mechanische Festigkeit aufweisen, die Oberflächen der Magnete durch eine nichtmagnetische Substanz mit einer Dicke von 1 bis 2 mm geschützt werden. Dies bedeutet, daü die Magnetteilchen an den Magneten anhaften müssen, während dazwischen die nichtmagnetische Substanz liegt, so daß die Haftkraft auf den Oberflächen der Magneten, die dort natürlich am stärksten ist, geopfert wird. Im Gegensat/, hierzu haften beim F.rfindungsgegenstand wie beim herkömmlichen Matrixsystem die Magnetteilchen direkt an den Oberflächen einer magnetischen Substanz an, die von dem externen Magnetfeld magnetisiert wird, so daß dieSecond, in a system in which the magnetic particles adhere directly to permanent magnets, since permanent magnets are brittle and have a low mechanical strength, the surfaces the magnets are protected by a non-magnetic substance with a thickness of 1 to 2 mm will. This means that the magnetic particles must adhere to the magnets, while the non-magnetic substance lies so that the adhesive force on the surfaces of the magnets, which is there naturally is strongest, is sacrificed. In contrast /, to this In the case of the subject of the invention, as in the conventional matrix system, the magnetic particles adhere directly to the Surfaces of a magnetic substance which is magnetized by the external magnetic field, so that the

ίο zuvor erwähnten unzweckmäßigen Eigenschaften des Permanentmagnetsystems nicht auftreten.ίο previously mentioned inexpedient properties of the Permanent magnet system does not occur.

Zum dritten müssen die Magnetteilchen von der Scheibe in einem Zustand entfernt werden, in dem sie stark daran anhaften, da sich die Haftkraft der Magnete nicht ändert, obwohl die Scheibe gedreht wird. Da im Gegensatz hierzu beim Erfindungsgegenstand die Magnetteilchen von der kombinierten Haflscheibe in einem Zustand entfernt werden, wo sehr geringe Haftkräfte auf die Magnetteilchen wirken, können diese von der Scheibe leicht entfernt werden, und da die Oberflächen der Schtibe im gereinigten Zustand leicht regeneriert werden können, können die Hafteigenschaften der Oberflächen in zufriedenstellender Weise wiederhergestellt werden.Third, the magnetic particles must be removed from the disk in a state in which they strongly adhere to it, as the adhesive force of the magnets does not change even though the disc is rotated. Since in In contrast to this, in the subject matter of the invention, the magnetic particles from the combined disk in FIG can be removed in a state where the magnetic particles are subjected to very low adhesive forces, they can can be easily removed from the disk, and since the surfaces of the disk easily when cleaned can be regenerated, the adhesive properties of the surfaces can be satisfactory to be restored.

Zum vierten wird bei einem Permanentmagnetscheibensystem, da die vor der Scheibe liegenden Magnete unnötigerweise streuen, das Magnetfeld nach außen gestreut, so daß mancherlei Betriebsstörungen auftreten können. Da im Gegensatz hierzu beim Erfindungsgegenstand das Magnetfeld an der kombinierten Haftscheibe nur an dem Teil angelegt wird, der in den Abscheidetank eingetaucht ist, und da der Magnetkreis des Permanentmagneten oder Elektromagneten ein fast geschlossener Magnetkreis ist, kann die Streuung desFourth, with a permanent magnet disc system, there are the magnets in front of the disc Scatter unnecessarily, the magnetic field scattered to the outside, so that various malfunctions occur can. In contrast to this, in the subject matter of the invention, the magnetic field on the combined adhesive disc is applied only to the part that is immersed in the separation tank, and there the magnetic circuit of the permanent magnet or electromagnet is an almost closed magnetic circuit, the dispersion of the

Magnetfeldes auf einen sehr kleinen Bereich abgegrenzt werden, so daß durch Streufelder verursachte Schwierigkeiten praktisch vollständig verhindert werden.Magnetic field can be limited to a very small area, so that difficulties caused by stray fields can be practically completely prevented.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Magnetic separator with an adhesive disc rotating between two magnetic poles, which is magnetizable and non-magnetizable areas, characterized in that the surface of each magnetizable individual element compared to the disk area is very small, and the total area of the magnetizable individual elements approximately equal to or less than the total non-magnetizable area.

2. Magnetic separator according to claim 1, characterized in that the adhesive disc (10) consists of a Disc of non-magnetic material with a number of parallel to the axis of the disc provided holes is formed, and that rod-shaped rods (5) made of ferrom & magnetic Material are fitted tightly in the holes with the end surfaces of the rods (5) with the side surfaces M surfaces of the disc are aligned.

3. Magnetic separator according to claim 5, characterized in that the adhesive disc (10) consists of a Disc of ferromagnetic material with a number of substantially uniformly distributed, is formed parallel to its axis aligned holes, and that the holes with non-magnetic Material are filled out.

4. Magnetic separator according to claim 1, characterized in that the adhesive disc (10) consists of two Kinds of tapes are formed, one of which is made of ferromagnetic material and one of non-magnetic material Material consists, and that the tapes are superimposed and around the axis of the adhesive disc are wound up.

5. Magnetic separator according to claim 4, characterized in that the two types of tapes the have the same width.

6. Magnetic separator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the through the Magnet poles (13) formed magnet is an electromagnet.

7. Magnetic separator according to one of claims I to 5, characterized in that the through the Magnet pole (13) formed magnet is a permanent «5 magnet.

8. Magnetic separator according to one of claims 1 to 7, characterized in that one on the Adhesive disc adjacent scraper (17) is provided.