DE2650925C3

DE2650925C3 - Magnetscheider mit Einrichtungen zum Abreinigen der Matrizen

Info

Publication number: DE2650925C3
Application number: DE2650925A
Authority: DE
Inventors: Georg 5030 Hürth-Fischenich Schnabel; Wolf 5206 Seelscheid Zabel
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1976-11-08
Filing date: 1976-11-08
Publication date: 1985-07-11
Also published as: CA1091624A; CS209441B2; DE2650925B2; NO152734B; BR7707464A; GB1598557A; DE2650925A1; SE7712561L; NO773781L; NO152734C; ZA776597B; AU511236B2; AU3040777A; SE436544B

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetscheider gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Nach dem kückhalteprinzip arbeitende Magnetscheider werden üblicherweise für die Bewältigung relativ großer Durchsatzmengen, beispielsweise im Bereich von 20 bis 200 Tonnen pro Stunde zur Anwendung gebracht und eignen sich darüber hinaus in besonderer Weise zur Sortierung schwach magnetischer Mineralien. Die Arbeitsweise solcher Rückhalte-Naßmagnetscheider ist dadurch charakterisiert, daß in einen) bestimmten Arbeitsvolumen, dem sogenannten Trennraum, ein möglichst hohes Magnetfeld beispielsweise durch Anlegen von Polen, respektive im Innenraum einer Spule erzeugt wird. Innerhalb dieses Arbeitsvolumens befinden sich Induktionspole in Form von geeigneten magnetisierbaren ferromagnetischen Körpern, welche infolge ihrer hohen Permeabilität das Magnetfeld derart verzerren, daß starke Inhomogenitäten entstehen, und so die nötigen Gradienten an einer Vielzahl von bevorzugten Stellen im Volumen des Trennrauines erzeugt werden. Die Anordnung der ferromagnetische)! Körper in einem entsprechenden Trennraum wird die »Matrix« genannt.

Lkim Hiiulurchleitenderniitsuszeptiblen Partikeln heludenen Trübe durch die Matrix wird das in der Truhe enthaltene magnetische Gut an den ferroma-

gnetischen Körpern infolge der hohen örtlichen Magnetkräfte zurückgehalten. Dieses zurückgehaltene Gut wird dann üblicherweise mit einem starken Wasserstrahl aus der Matrix ausgespült.

Dies geschieht bei diskontinuierlich oder satzweise arbeitenden Scheidern in der Weise, daß das Magnetfeld periodisch abgeschaltet und das Mapnetgut im abgeschalteten Zustand aus der Matrix ausgespült wird. Mehr und mehr setzen sich jedoch in der Praxis kontinuierlich arbeitende Scheider durch, wie zum Beispiel der Jones-Scheider oder der Carousel-Scheider.

Bei solchen kontinuierlich arbeitenden Scheidern wird das Magnetgut mit der Matrix aus dem Magnetfeld herausbewegt und ausgewaschen, wonach die gesäuberte Matrix zum nächsten Durchgang durch das Magnetfeld bereitsteht. Je nach Art des magnetischen Gutes kann es darüber hinaus erforderlich sein, das Magnetgut von anhaftenden unmagnetischen Gutanieilcn durch einen Waschvorgang im Bereich des Magnetfeldes zu säubern.

Außerdem ergibt sich oft noch die Notwendigkeit, Mittelprodukte zu ziehen. Dies geschieht dadurch, daß ebenfalls noch innerhalb des Magnetfeldes ein Teil des Magnetgutes mit den anhaftenden Bergen mit reduzierter Spultnenergie ausgespült wird.

Als Induktionspole werden in der Praxis benutzt:

- Platten mit hervorstehenden Kanten

- profilierte Stäbe

- lose Kugeln oder andere lose sphärische Körper

- Sircckinetall-Pakete

- Eisengeflecht-Packungen
Die letztgenannten Füllkörper:

Kugeln -

Streckmetall -

Eisengeflecht -

eignen sich infolge ihrer Filigranstruktur zur Anreicherung von besonders sei;//sch magnetischen Stoffen und/oder Partikeln mit besonders feiner Kornstruktur deshalb ausgesprochen gut, weil bei der Vielzahl von Induktionspolen in geringem Abstand auch kleinste und in geringer Zani vorkommende Teilchen die Möglichkeit haben, in einen Bereich höherer magnetischer Kraft zu gelangen und zurückgehalten zu werden.

Andererseits ist aber das Ausspülen dieser Teilchen durch die übliche Abreinigung der Matrix mit einem starken Wasserstrahl schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, weil die dichte Packung von Kugeln, Streckmetall und ähnlichem den Strom des Reinigungsmediums brechen und dieses nur mit geringer Geschwindigkeit quasi energielos durch die Räume zwischen der Vielzahl von Induktionspolen hilldurchlassen. Auf diese Weise bleibt die Abreinigung der Matrix unvollständig, weil die Strahl-Energie der inkompressible!) Reinigungsflüssigkeit mit der Entfernung von der Düse abnimmt und dadurch nur in den Randzonen der Induktionspole zur Wirkung kommt, während sie in tieferen Bereichen durch die filterartige Packung der Induktionspole gebrochen und damit wirkungslos wird.

Auch der Versuch, diesen Nachteil durch die Anwendung großer Hiissigkeitsmcngen zu kompensieren, brachte nur einen geringen Erfolg, welcher außerdem noch mit dem Nachteil erkauft wird, tlaß 1. für die Reinigung ein großer Weg-Zeit-Anteil

mit entsprechender Verminderung der Durch-

satzlci'jtung des Scheiders notwendig wird und

2. die großen Flüssigkeitsinengen aufwendigere Klär- und Abscheideapparate erforderlich machen, um den gewonnenen Feststoff von der Reinigungsflüssigkeit zu trennen.

Es ist außerdem bekannt, die Reinigungsflüssigkeit > mittels einer an die Aufgabeseite der Matrix dicht anschließenden Haube zuzuführen. Bei dieser Ausführung sind keine DQ; en zur Erzeugung eines starken Reinigungsstrahles vorgesehen, so daß die der Haube unter Druck zugeführte Reinigungsflüssigkeit beim Verlassen hi der Druckleitung aufgrund ihrer Inkompressibilität drucklos in die Matrix einläuft Die erst durch den Rückstau in der Matrix erfolgende geringfügige Druck- beziehungsweise Energieerhöhung in der Reinigungsflüssigkeit reicht jedoch nur für eine unvollständige Abrei- !5 nigung der Matrix. Magnetscheider der genannten Gattung sind beispielsweise aus der US-PS 33 26 374 bekannt. Die Matrix dieses Scheiders wird von einer Flüssigkeit abgereinigt, die im Freistrahl oder über eine Haube der Matrix von oben zugeführt wird, wobei sich i<> die oben beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei Magnetscheidern der genannten Gattung vorhandenen Einrichtungen zum Abreinigen des Magnetgutes aus 2> den Matrizen zu verbessern und dadurch die Funktion des Scheiders qualitativ und quantitativ zu optimieren. Die Einrichtungen sollen unkompliziert sein und einen möglichst ökonomischen Einsatz der Reinigungsmedien gewährleisten. w

Diese Aufgabe wird durch einen Magnetscheider mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Magnetscheider weist große Vorteile auf. So wird durch die gleichzeitige oder kurz hintereinander erfolgende Zufuhr von flüssigem Reinigungsmedium und kompressiblem gasförmigem Reinigungsmedium unter erhöhtem Druck vorteilhaft eine außerordentlich gute Abreinigung des Magnetgutes aus den Matrizen erzielt. Denn bei der Einleitung des unter erhöhtem Druck befindlichen kompressiblen gasförmigen Mediums in die Aufgabekammer überträgt dieses Medium bei seiner Expansion kinetische Energie auf das flüssige Reinigungsmedium. Dadurch wird das flüssige Reinigungsmedium. das eine Art Flüssigkeitskolben bil- 4^ det, innerhalb kürzester Zeit beschleunigt und mit hoher Energie und Geschwindigketi durch die engen Zwischenräume der Matrizen hindurchgetrieben, wobei praktisch sämtliches Magnetgut aus den Matrizen mitgerissen wird. Ein derartig guter Abreinigungseffekt der >,·ι Matrizen ist nur mit dem erfindungsgemäß gestalteten Magnetscheider möglich. Denn in dem erfindungsgemäßen Magnetscheider wird erstmalig der Effekt ausgenutzt, das flüssige Reinigungsmedium durch ein gasförmiges Medium, das in einer gegenüber den Matrizen s> abgedichteten Aufgabekammer expandiert, gleichsam wie mit einem Hammerschlag mit se hoher Energie durcn die Matrizen zu treiben, daß alles Magnetgut dabei aus den Matrizen abgereinigt wird. Der Abreinigungseffekt des erfindungsgemäßen Magnetscheider <>i> gegenüber dem Stand der Technik ist dann besonders groß, wenn die Struktur der Matrizen sehr dicht ist. Außerdem erfolgt die erfindungsgemäße gründliche Abreinigung voitei'haft innerhalb sehr kurzer Zeit und ohne Anfall großer Mengen an flüssigem Reinigungs- <·> medium.

In vorteilhafter Ausgestaltung dieser Vorrichtung weist die Aufgabekummer ein Gleitstück auf, welches die abdichtende Verbindung zwischen der feststehenden Aufgabekammer und der beweglichen Matrix herstellt.

Ferner kann zum Betrieb der Vorrichtung mit Vorteil ein Verfahren vorgesehen sein, welches darin besteht, daß die Aufgabekanimer beim Spülvorgang mit der sich bewegenden Matrix initgeführt und nach Beendigung des Spülvorganges von der Matrix abgehoben und in die Ausgangsposition zurückgebracht wird.

Dabei kann von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß die Bewegungen von Aufgabekammer und Matrix in Übereinstimmung mit der Betätigung der Steuerorgane für die Spülmedien nach einem Funktionsprogramm automatisch gesteuert werden.

Die Erfindung wird anschließend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele eines Rückhaltemagnetscheiders näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Magnetscheider in Draufsicht,

Fig. 2 einen anderen Magnetscheider der gleichen Kategorie sowie eine Matrix mit aufgesetzter Aufgabekammer im Schnitt.

Der Magnetscheider nach Fig. 1 besitzt zwei Magnetpolpaare mit den vier Magnetpolen (1-2; 3-4) in »S-N«· »N-S«-Anordnung.

Zwischen den Magnetpolpaaren 1-2; 3-4 dreht sich eine kreisringförmige Behälteranordnung 5 in Richtung des Pfeiles R. Diese Behälteranordnung 5 ist unterteilt in zellenartige Trennräume S'; 5". Diese sind, wie beispielhaft gezeigt, mit Packungen von ferromagnetischen Korpern 13 ausgefüllt. Eine solche einzelne mit ferromagnetische!! Körpern gefüllte Zelle 5'; S" wird »Matrix« genannt. Bei den die Induktionspole bildenden ferromagnetischen Körpern handelt es sich beispielsweise um Rillenplatten oder sphärische, kugelförmige oder andere lose Füllkörper, oder wie ebenso bekannt, um Füllungen aus Streckmetall, Eisengeflecht etc. Mit 6 und 6' sind zwei Aufgabestationen bezeichnet, bei welchen das zu behandelnde Gi"» mit dem flüssigen Trägermedium jeweils in die vorbeiwandernde Matrix 5', 5" aufgegeben wird. Die Aufgabestationen 6, 6' befinden sich jeweils im Eintrittsbereich eines zwischen einem der Magnetpolpaare 1-2; 3-4; herrschenden Magnetfeldes. Am Austrittsbereich aus dem Magnetfeld sind jeweils Stationen 7, T für eine Mitteldruckspüking vorgesehen, und außerhalb der Magnetfelder sind schließlich die Spül-Stationen 8, 8' erkennbar, in welchen die vollständige Abreinigung des rüekgehultcncn Magnetgutes aus den f rennräumen 5', 5" der Matrix erfolgt.

Die Stationen 8, 8' für die Hochdruckspülung weisen je einen Anschluß 9 für das flüssige Reinigungsniedium und je einen Anschluß 10 für das komprcssible Medium auf.

Fig. 2 zeigt einen Magnetscheider der gleichen Funktionsgattung im Schnitt.

Man erkennt Jie Magnetpole 1, 2 entsprechend »S-N« mit den Erregerwicklungen 11. Zwischen diesen Magnetpolen 1, 2 dreht sich um die Rotationsachse 12 die Behälteranordnung 5. Man trkennt die Füllung einer einzelnen Matrix 5" mit den ferromagnetischen Körpern 13. Nach unten zu ist die Matrix 5" durch einen porösen Boden 14 abgeschlossen. Darunter befindet sich die Auffangrinne 15, in welcher sich das ausgespülte Gut sammelt.

Oberhalb der Matrix 5" befindet sich die Aufgabekammer 16, in welche je ein Anschluß 17 für d;is fliis-

sige Rcinigungsniedium und ein Anschluß 18 für das kompressible Medium einmünden. Zwischen der Matrix 5" und der Aufgabekainmer 16 befindet sich als Dichtungselement das Gleitstück 19, welches die abdichtende Verbindung zwischen der feststehenden Aufgabekammer 16 und dem beweglichen Treimr.ium 5", der Matrix herstellt. Das Gleitstück ist über die Aufgabekammer 16 durch eine Federanordnung 20 elastisch gegen die Oberkante der Matrix 5" angedrückt. I Die Funktion der Anordnung ist folgende: Zwischen je zwei Polpaaren 1-2; 3-4 entsprechend »Süd-Nord/Nord-Süd«, welche zwischen sich ein starkes Magnetfeld erzeugen, dreht sich kontinuierlich die Behälteranordnung 5. Diese ist in einzelne zellen- , artige Trennräume 5', 5" unterteilt, v/dche ihrerseits als magnetische Induktionspole eine Füllung oder Packung rerroinagneuscher Körper 13 aufweisen, genannt Matrix. Solche ferromagnetische¹! Körper 13 können entsprechend dein Stand der Technik Ixi- spielsweise Rillenplatten, lose Kugeln oder andere lose Körper aus weichmagnetischem Eisen sein, ebenso wie Packungen aus Streckmetall, EiL-enwolle etc. Di-J Behälteranordnung 5 dicht siel) in Richtung der Pleüe R, angetrieben mit annähernd konstanter , Geschwindigkeit von einer nicht naher dargestellten Antriebsanordnung. Beim Eintritt einer Matrix 5" in eines der Magnetfelder zwischen den Polen 1-2; 3-4 gelangt diese g! chzeitig in den Bereich einer der beiden Aufgabestationen 6, 6' und wird mit dem zu, scheidender. Gut, einer Suspension von magnetischen und unmagnetischen Partikeln in einer Tragerflüssigkeit, beaufschlagt. Dabei wird der überwiegende Teil des Unmagnetischen als Abgang durch die Matrix durchgespült, während die magnetisch suszeptiblen , Pnrtiln'ln ak \.1:tur.t»tont nn lifn fcrr/imamwfici-hin

Körpern im Innern der Matrix festgehalten werden. Kur/, vor dem Austritt aus dein Magnetfeld passiert die Matrix Station 7 bzw. 7' für die Mitteldruckspülung. Dort wird das Magnetkonzentrat vom anhaftenden Unmagnetischen freigewasehen und - je nach Hnergie des Abreinigungsvorganges - gegebenenfalls ein magnetisches Mittelgut als Mittelprodukt ausgetragen.

Nach völligem Herausdrehen einer Matrix 5 , 5" aus » dem Bereich eines der Magnetfelder gelangt diese zu einer der Stationen 8,8' für die Hochdruckspülung. Dort wird mittels flüssigem oder erfindungsgemäß zusätzlich mittels eines kompressiblen Reinigungsmediums unter erhöhtem DrucK das vom Scheider eingefangene Ma- ; gnetgut aus der Matrix ausgespült.

Aus der dem oberen Rand der Matrix dichtend aufliegenden Aufgabekammer strömt gleichzeitig oder nacheinander flüssiges beziehungsweise kompressibies Reinigur.gsmedium unter erhöhtem Druck durch , die Packung der ferromagnetischen Körper und reinig; deren Zv.ischenräume schnell und gründlich von anhaftendem Magnetgut.

Die übcnaichende Wirkung der Erfindung beruht darauf, daß das kompressible Medium gegen die Un- „ teiseite 14 uesTiennraumes der Matrix zu expandiert und dabei die i'reiwerdende kinetische Energie au/ das in den Räumen zwischen den ferromagnetischen Körpern befindliche flüssige Rcinigungsrnediurri rniridesiens größtenteils überträgt. Hierdurch wird der Ab- ,_; reinigungsvorgang in ungewöhnlicher Weise intensiviert und aurh zeitlich verkürzt und es tritt - wie Versuche gezeigt haben - ein ungleich besserer Abreinigungsvorgang in kürzerer Zeit ein, als dieser bei ausschließlicher Anwendung von flüssigem Reinigungsmedium bisher möglich war, insbesondere bei dichter Struktur der Matrix.

Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung ist darin begründet, daß diese bei einem vorhandenen Magnetscheider der entsprechenden Gattung nachträglich als zusätzliche Verbesserung durchgeführt bzw angebracht werden können. Hierdurch ist es möglich, bei älteren Magnetscheider-Anlagen durch qualitative und quantitative Steigerungen der Betriebsergebnisse einen erheblichen Rationalibie^rungseffekt mit relativ geringen Kosten zu erzielen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetscheider mit einer um eine vertikale Achse drehbaren Anordnung von magnetisch induzierbaren Sekundärpol-Matrizen, welche bei der Hindurchbewegung durch ein Magnetfeld periodisch von einer das zu scheidende Gemenge enthaltenden Suspension durchströmt und denen außerhalb des Magnetfeldes Einrichtungen zum Abreinigen der Matrizen vom eingefangenen, festgehaltenen Magnetgut mittels Waschflüssigkeit und Gas und gegebenenfalls zusätzlich- mit Vibration zugeordnet sind, gekennzeichnet durch eine an die Aufgabeseite der Matrix (5^r, 5") mindestens größtenteils abdichtend anschließende Aufgabekammer (16), welche Anschlüsse (17,18) zum Einleiten der Reinigungsmedien aufweist, und in welche je ein Ansei Juß (17) für das flüssige Reinigungsmedium und ein Anschluß (JS) für das kcrnpressiblc Medium einmünden und daß die Aufgabekammer (16) ein Gleitstück (19) aufweist, welches die abdichtende Verbindung zwischen der feststehenden Aufgabekammer (16) und der beweglichen Matrix (5', 5") herstellt.

2. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabekammer (16) beim Abreinigungsvorgang mit der sich bewegenden Matrix (f', 5") mitgeführt und nach Beendigung des Abreinigungsvorgangi-s von der Matrix (5', 5") abgehoben und in die Ausgangsposition zurückgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen von Aufgabekainmer(lo) und Matrix (5', S") in Übereinstimmung mit der Betätigung der Steuerorgane für die Reiiiigungsmedien nach einem Funktionsprogramm automalisch gesteuert werden.

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