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Verfahren und Vorrichtung zur Trennung magnetischer Partikel
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von einem Erzmaterial Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Trennung magnetischer Partikel von einem Erzmaterial durch Verwendung
eines supraleitenden Magneten.
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Eine große Anzahl metallurgischer Verfahren ist bereits bekannt, um
wertvolle Metalle oder andere Bestandteile von verschiedenen Materialien zu trennen.
Ein Bereich der neueren Forschung und Anwendung ist darauf gerichtet, permanente
und elektromagnetische Separatoren, wie z.B. magnetische Separatoren mit einer Benetzungstrommel,
für diesen Zweck zu verwenden. Das am meisten verwendete System dieses Typs, welches
für die Aufschlämmseparation von Erzen verwendet wird, ist nur bei relativ niedrigen
magnetischen Feldstärken in der Lage, dies zu erreichen (d.h., 1200 bis 2500 Gauss)
und sie sind daher nur mit harten magnetischen Materialien verwendbar. Andere Systeme
verwenden trockene magnetische Separatoren, wie z.B. Querförderer und induzierte
Rollseparatoren, die bei Feldstärken oberhalb 18000 Gauss betrieben werden können,
die aber teuer in der Herstellung und kostenintensiv während des Betriebes bei einem
geringen Auslastvermögen sind. Obwohl andere magnetische Systeme mit hohen Feldstärken
zur Verwendung für eine
Naßseparation entwickelt worden sind, so
sind diese im allgemeinen ungeeignet für einen kommerziellen Gebrauch, wenn Erze
mit geringen wertvollen Bestandteilen verarbeitet werden, da die Systeme nicht für
einen Volumendurchfluß an Erz vorgesehen werden können, was für eine wirtschaftliche
Separation der darin enthaltenen wertvollen Metalle notwendig ist. Daher wurde auf
andere Separationsverfahren, wie das Flotationsverfahren, zuruckgegriffen, um diese
geringen wertvollen Erze zu bearbeiten.
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Bei der Separation von sehr schwachen magnetischen Partikeln von anderen
Materialien, wie "nicht-magnetische" (auch als schwach magnetisch bezeichnete) Eisenerze
und schwache paramagnetische Materialien von diamagnetischen Materialien ist ein
System erforderlich, welches in der Lage ist, magnetische Feldstärken hoher Intensität
zu erzeugen. Ein derartiges Verfahren, welches die Verwendung eines starken Magnetfeldes
mit der Fähigkeit, große Mengen von Erzmaterial kontinuierlich zu verarbeiten, verbindet,
wird in der Industrie ganz besonders benötigt. Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, dieses beides, nämlich ein Verfahren und eine Vorrichtung, zu erreichen.
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Allgemein gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Separieren wertvoller magnetischer Metalle oder magnetischer
Mineralien von einem Erzmaterial auf einer kontinuierlichen Basis. In einer vorteilhaften
Ausgestaltung ist ein Verfahren vorgesehen, wodurch ein Erzmaterial, welches vorzugsweise
mit einem flüssigen oder gasförmigen Träger gemischt ist, zugeführt wird durch ein
hohles Bauteil mit einer Zone, auf das ein magnetisches Feld einwirkt, welches durch
ein dieses umgebenden supraleitenden solenoiden Magneten erzeugt wird, welcher eine
Feldstärke und
einen Feldgradienten besitzt, der derart ist, daß
die magnetischeren Partikel im Erz an den Rand des hohlen Bauteils in die Bereiche
am Eingang und Ausgang der Zone gezogen werden,während die weniger magnetischen
Partikel im wesentlichen im Zentrum der Zone verbleiben. Die Einstellung sowohl
der Feldstärke als auch des Feldgradienten kann ohne zusätzliche Bauteile erreichtwerden,
die in dem hohlen Bauteil angeordnet werden, wie dies gewöhnlich erforderlich ist,
wenn herkömmliche Eisenmagnete verwendet werden. Nach Durchgang des Erzes von der
unversperrten Zone gelangt es in einen benachbarten mechanischen Aufhänger, d.h.
unterhalb separiert die begrenzte Zone die magnetischen Partikel von den nicht-magnetischen
Partikeln, wodurch jede sodann geeignet gesammelt sind. Eine magnetische Feldstärke
oberhalb von ungefähr 15 000 Gauss, und oft auch oberhalb von Erze mit 20 000 Gauss,
ist im allgemeinen erforderlich, um die/geringen verarbeiten.
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wertvollen Bestandteilen zu / Diese hohe Feldstärke ist leicht bei
Verwendung von supraleitenden Magneten erreichbar, an denen in der letzten Zeit
wichtige technische Verbesserungen vorgenommen worden sind. Diese Magnete zeigen
ein abruptes und großes Anwachsen in der elektrischen Leitfähigkeit, wenn ihre Betriebstemperatur
sich dem absoluten Nullpunkt nähert, diese Temperaturen liegen gewöhnlich zwischen
ungefähr 0,5 K und ungefähr 18 K und ganz besonders zwischen ungefähr 3,0 K und
ungefähr 6,0 K.
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Supraleitende Magneten werden hergestellt aus gewickeltem Draht oder
Band in einer induktiven Anordnung. Neuere Entwicklungen betreffen die Fabrikation
eines derartigen Magneten durch ¢berlagern von Schichten, die ein supraleitendes
Material enthalten, abwechselnd mit Schichten, die aus einem nicht supraleitenden
Material
aufgebaut sind. Die supraleitenden Schichten enthalten einen Aufbau mikroskopischer
Partikel, die in einer ineinandergreifenden Anordnung untereinander verbunden sind,
während die Grenzfläche zwischen den untereinander festhaftenden Partikeln von einer
kontinuierlichen Matrix aus einem metallischen Material mit supraleitenden Eigenschaften
gebildet wird. Eine Anzahl von metallischen Materialien, die für die Verwendung
in einem derartigen supraleitenden Magneten geeignet sind, sind z.B. Niob, Zinn,
Zirkonium, Aluminium, Vanadium und Silikon. Die dazwischenliegenden nicht supraleitenden
Schichten sind vorzugsweise aufgebaut aus einem normal leitenden Material, wie z.B.
Kupfer und einem elektrischen Isolator, wie z.B.
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Aluminiumoxid. Infolge der Fähigkeit, diese Schichten bei der Fabrikation
in verschiedenen geometrischen Formen herzustellen, wie es in den US-PS'en 3 407
049 ("Superconducting Articles and Method of Manufacture") und 3 440 585 ("Superconducting
Magnets") beschrieben ist, kann ein supraleitender Magnet mit einem fast geometrischen
Aufbau hergestellt werden. Für den Zweck der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise
ein zylindrischer solenoider Aufbau verwendet.
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Das Trägermaterial, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, um das Erzmaterial durch das magnetische Feld zu fördern, ist vorzugsweise
eine nicht reaktive Flüssigkeit oder ein Gas, wie z.B. Wasser oder Luft. Andere
inerte Gase, wie z.B. Argon, Stickstoff, Helium und-andere, können auch gut in der
vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Trägermaterial ist primär dazu bestimmt,
um als Transportmittel für das Erzmaterial zu dienen, so daß das Erz aufgrund seiner
Schwere
zugeführt und/oder durch eine begrenzte Zone fließend gepumpt werden kann, wobei
das magnetische Feld in der Zone auf das Erz einwirken kann, um die darin befindlichen
magnetischen von den nicht-magnetischen Partikeln zu trennen.
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Nichtmagnetische Partikel sind Partikel, die weniger magnetisch sind,
als die magnetischen Partikel, die man von dem Erz trennen will. Nach der nahezu
vollständigen magnetischen Trennung der Teilchen wird der Träger mechanisch in zwei
Abschnitte geteilt, wobei der eine die magnetischen Teilchen und der andere die
nicht-magnetischen Teilchen enthält. Danach wird das die magnetischen Partikel enthaltende
Segment des Trägers in geeigneter Weise gesammelt und durch eine geeignete Einrichtung
weiterbehandelt, um die wertvollen Metalle und/oder Mineralien, die sich darin befinden,
zu extrahieren. Die Geschwindigkeit des das Erz enthaltenden Trägers durch die magnetisch
begrenzte Zone ist unterschiedlich und hängt u.a. ab von der Größe der begrenzten
Zone, der Dichte der magnetischen Teilchen innerhalb des Erzes, der Größe der Teilchen,
die behandelt wurden und der Feldstärke und des Feldgradienten des verwendeten magnetischen
Feldes. Im allgemeinen sollte die Geschwindigkeit so eingestellt werden, daß das
magnetische Feld genügend Zeit hat, um die magnetischen Teilchen von den nicht-magnetischen
Teilchen in dem das Erz enthaltenden Träger im wesentlichen zu trennen, bevor der
Träger mechanisch getrennt wird und danach einzeln gesammelt wird. Es ist auch möglich,
den Ort und die Größe der mechanischen Trenneinrichtung innerhalb der magnetischen
Begrenzungszone anzupassen an die Dichte und Größe der magnetischen Partikel, die
Durchflußgeschwindigkeit des Trägermediums, die magnetische Feldstärke und die Stärke
des Gradienten, so daß im wesentlichen alle magnetischen Teilchen in den Randbereich
der Zone angezogen werden, bevor sie auf die mechanische Trennvorrichtung gelangen.
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Die exakte Partikelgröße des Erzes, welches behandelt wird, kann wesentlich
variieren, da es abhängt von der besonderen Feldstärke, dem Feldgradienten, der
Durchflußrate, dem Trägermedium und dem verwendeten Apparaturaufbau. Obwohl die
Teilchengröße winschenswerterweise 10 Tyler mesh (1,65 lichte Maschenweite in mm)
und feiner sein sollte, ist ein enger Bereich der Teilchengrößen vorzuziehen. Zum
Beispiel sollte die Größe der gröberen Partikel größer als 100;Tyler mesh (0,147
lichte Maschenweite in mm) begrenzt sein, wodurch das größte Teilchen nicht größer
ist als ungefähr dreimal die Größe des kleinsten Teilchens. Die Größenvariationen
der feinen Partikel, die kleiner sind als 100 Tyler mesh (0,147 lichte Maschenweite
in mm), können in einem weiten Bereich schwanken, obwohl ein 15 : 1 Verhältnis zwischen
dem größten Teilchen und dem kleinsten Teilchen vorzuziehen ist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels,
das in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist.
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Es zeigen: Fig. 1 eine vertikale Ansicht, teilweise im Schnitt, einer
Vorrichtung, die geeignet ist, um das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen;
Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung in Fig. 1,genommen entlang der Linie 2-2;
Fig. 3 einen Teil der Vorrichtung der Fig. 1 und den magnetischen Fluß, wie er sich
innerhalb der Vorrichtung ausbildet.
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Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung 10 mit einem supraleitenden solenoiden
Magneten 12, der ein hohles Rohr 14 umgibt mit einer Einlaßöffnung 16 an dessen
oberem Teil, durch welche ein das Erz enthaltende Trägermedium 15 zugeführt wird.
Das Rohr 14 ist an einer Flanschplatte 18 befestigt, welche wiederum an einer Platte
20 befestigt ist, und beide Platten sind mit konzentrischen Öffnungen versehen,
um eine kontinuierliche Zufuhr durch die Öffnung während des Betriebes des Systems
zu gewährleisten.
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Ein zweites Rohr 22 ist an der Platte 20 iri' einer Linie mit dem
Rohr 14 befestigt, um einen kontinuierlichen Schaft 24 zu bilden, durch welchen
das das magnetische Erz enthaltende Trägermedium zu dem Randbereich des Rohres 14
ungehindert gelangen kann. Dünne radiale Stäbe 36 und 38 an der Platte 20 und radiale
Stäbe 39 und 40 an dem Flansch 18 bilden die einzige Behinderung für den Fluß des
Materiales durch den Schaft 24. Ein schmaleres zylindrisches Rohr 26 ist in dem-Schaft
24 zentrisch angeordnet unterhalb des Endes des supraleitenden solenoiden Magneten
oder mittels einer Hülse 28, welche an die Stäbe 39 und 40 an dem Flansch 18 angrenzt.
Dieses Rohr hat eine Öffnung.30 am oberen Ende und eine Auslaßöffnung 32 an dem
anderen Ende, durch welche das nicht-magnetische Erz enthaltende Trägermedium, das
sich in dem zentralen Bereich des Rohrs 14 befindet, hindurchgelangen kann. Das
magnetische, Erz enthaltende Trägermedium, welches durch den Schaft 24 hindurchtritt,
wird durch den Rohrabschnitt 22 auf einen winkligen Kanal 34 geleitet, von welchem
er entsprechend entladen und durch eine nicht gezeigte geeignete Einrichtung gesammelt
wird.
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Die Fig. 2 zeigt den inneren Aufbau der Platte 20, des Rohres 26 und
des Kanals 34 in einem größeren Detail. Die Hülse 28 ist fest befestigt an der Platte
20 durch die Trägerstäbe 36
und 38. Obwohl die Hülse 28 in der
Form zweier halbkreisförmiger Segmente gezeigt wird, kann ein einheitlicher Aufbau
irgendeiner Form ebenfalls gut verwendet werden, wenn er nur nicht den Fluß des
magnetischen, Erz enthaltenden Trägermediums hemmt.
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Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Erzmaterial
mit einem Trägermedium, wie z.B. Luft oder Wasser, gemischt und durch die Öffnung
16 in das Rohr 14 gepumt und/oder aufgrund seiner Schwere zugeführt. Gleichzeitig
wird der supraleitende solenoide Magnet 12 durch eine herkömmliche Einrichtung (nicht
gezeigt) mit Energie versehen, um ein magnetisches Feld in dem Weg des Erztransportes
zu erzeugen und magnetische Feldgradienten in den Bereichen, die benachbart sind
den Enden des supraleitenden solenoiden Magneten 12, durch welche das Erz eintritt
und durch die begrenzte Zone 17 austritt, die durch den supraleitenden solenoiden
Magneten 12 umgeben wird, Die Feldstärke und der Feldgradient sind eingestellt auf
die entsprechende Partikel- oder Bereichsgröße des zu behandelnden Erzes, das verwendete
Trägermedium, die Dichte der zu trennenden magnetischen Teilchen und die Durchflußrate
des das Erz enthaltenden Mediums, welches durch diese Zone geführt wird. Die magnetischen
Teilchen 11 in dem das Erz enthaltenden Trägermedium 15 werden an den Rand des Schaftes
24 zu der inneren Wand des Rohres 14 gezogen, im wesentlichen nur an Orten, die
den oberen und unteren Endteilen des supraleitenden solenoiden Magneten 12 benachbart
sind, wie es weiter unten in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wird; die darin befindlichen
nicht-magnetischen Teilchen 13 werden durch das magnetische Feld des supraleitenden
solenoiden Magneten
12 nicht beeinflußt und bleiben daher im wesentlichen
im Zentrum des Rohres 14. Die mechanische Separation wird durch das Rohr 26 durchgeführt,
welches unterhalb des Ausgangsendes des supraleitenden solenoiden Magneten 12 sich
befindet und dazu bestimmt ist, das nicht-magnetische Teilchen enthaltende Trägermedium
zu sammeln, während das magnetische Teilchen enthaltende Trägermedium ungehindert
hindurchgelangt. Entsprechend der Natur des zu behandelnden Erzes und der Größe
und dem Aufbau des magnetischen Feldes, welches durch den supraleitenden Magneten
12 erzeugt wird, kann das Rohr 26 vertikal entlang der longitudinalen Achse des
Schaftes 24 ausgerichtet werden und/oder der Durchmesser kann verändert werden,
so daß er sich in einer optimalen Position zum Sammeln des das Erz enthaltenden
Trägermediums im Zentrum des Schaftes befindet. Somit ist die Öffnung 30 des Rohres
26 nahe dem unteren Teil des supraleitenden Magneten 12 angeordnet, so daß er sich
in einer Position befindet, um unmittelbar das separierte nicht-magnetische Partikel
enthaltende Trägermedium zu sammeln. Auf diese Weise kann eine wirksame Trennung
der Teilchen schnell durchgeführt werden.
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In Fig. 3 ist ein Teil der Vorrichtung der Fig. 1 dargestellt,die
einen ' solenoiden supraleitenden Magneten 12 zeigt, der ein Flußmuster entwickelt,
welches charakteristisch ist für Solenoidmagnete, wie es mit 50 bezeichnet ist.
Die Kräfte des magnetischen Feldgradienten in dem Bereich in der Nähe des oberen,
d.h. Einlaßteils des supraleitenden Solenoidmagneten 12 sind mit 52 bezeichnet.
Die magnetische Feldstärke des supraleitenden Solenoidmagneten 12 ist auf einen
geeigneten Wert eingestellt, z.B. 15 000 Gauss oder höher und somit existiert ein
starkes magnetisches Feld zusammen mit einem bedeutenden magnetischen
Feldgradienten
in dem Bereich, der dem Einlaßteil des supraleitenden Solenoidmagneten 12, der die
Zone 17 umgibt, benachbart ist. Somit sind die Kräfte des magnetischen Feldgradienten,
der mit 52 bezeichnet ist, wesentlich, da sie das Produkt aus Feldstärke (H) und
magnetischen Feldgradienten (WdrH)(Abstand) sind. Folglich sind die magnetischen
Partikel 11 in dem Erz enthaltenden Trägermedium 15 auf die innere Wand des Rohres
14 in dem Bereich hin gerichtet, der dem oberen Ende des supraleitenden Solenoids
12 benachbart ist. In dem zentralen Bereich 56 innerhalb der Zone 17, die durch
den supraleitenden Solenoid-Magneten 12 umgeben wird, ist der magnetische Feldgradient
dH dr minimal, wie dies bei Solenoidmagneten der Fall ist, und daher findet im wesentlichen
keine Trennung der magnetischen Teilchen in diesem zentralen Bereich statt, da die
magnetische Kraft H . dH , minimal ist. In dem Bereich, der dem unteren, dr d.h.
Ausgangsteil des supraleitenden Solenoidmagneten 12 benachbart ist, sind die mit
54 bezeichneten magnetischen Feldgradientenstärken wesentlich und vergleichbar mit
den Kräften 52 in dem Eingangsbereich, und zusätzlich in dem Erz enthaltenden Trägermedium
15 verbleibende magnetische Teilchen werden auf den Rand des Schaftes 24 gegen die
innere Wand des Rohres 14 hin gerichtet. In der vorliegenden Erfindung wird die
magnetische Teilung somit im wesentlichen in den Bereichen vorgenommen, wo das Erz
enthaltende Trägermedium eintritt und die Zone 17, die eingeschlossen wird durch
den sie umgebenden supraleitenden solenoiden Magneten 12, verläßt.
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In der vorliegenden Erfindung können durch die Verwendung eines supraleitenden
solenoiden Magneten 12 sehr starke magnetische Felder erzeugt werden, da supraleitende
Magnete nicht durch
die magnetische Sättigung des Kernmaterials
begrenzt werden, wie dies bei konventionellen Elektromagneten der Fall ist und die
starken magnetischen Felder, die erhalten werden, ermöglichen eine magnetische Trennung
in Bereichen von wesentlichen Feldgradienten, die den Enden des supraleitenden Solenoid-Elektromagneten
benachbart sind. Die Verwendung einer Solenoid-Anordnung in der vorliegenden Erfindung
ermöglicht die Bearbeitung von großen Durchflußvolumina schwach magnetischer Erze,
da die durch den supraleitenden Solenoid begrenzte Zone durch magnetische oder Sammeleinrichtungen
unbehindert ist.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann durch geeignete Auswahl der
verschiedenen Systemkomponenten optimiert werden. So kann z.B. eine bessere Bewegung
der Erzteilchen innerhalb des Trägermediuns durch die Verwendung eines Trägermediums
mit einer relativ geringen effektiven Viskosität erreicht werden und/oder durch
Trennen der Erzpartikel in verschiedene Größen,bevor sie gemäß der Erfindung bearbeitet
werden. Somit kann die magnetische Feldstärke und der Feldgradient zur Anpassung
an die besonderen Teilchengrößen in dem Erz eingestellt werden, so daß die magnetischen
Teilchen von den nicht-magnetischen oder weniger magnetischen Teilchen wirksam getrennt
werden können. Ein geeigneter Erz enthaltender Träger kann hergestellt werden durch
Aufrechterhaltung der Konzentration des Erzmaterials in dem Trägermedium auf einem-
geeigneten niederen Niveau, welches aber nicht-so niedrig sein darf, daß die Durchgangsrate
des Erzes durch das magnetische Feld ernsthaft' beeinträchtigt wird, wobei das magnetische
Feld vorzugsweise größer als ungefähr 25 000 Gauss sein sollte. Der Feldgradient
kann hervorgehoben und lokalisiert werden durch Einführen eines Maxwell-Paares in
das
System, um das Feld, welches durch den Supraleitungsmagneten
erzeugt worden ist, zu modulieren. Eine größere Trennung der Teilchen kann erreicht
werden, wenn das Trägermedium, welches nicht-magnetische Partikel enthält, in dem
Rohr 26 gesammelt und dann wenigstens einmal noch einmal zurück in das Rohr oder
einen anderen Separator geschickt wird. Dies kann geschehen durch Hinzufügen parallel
verbundener Separatoren oder durch Modifizieren des ursprünglichen Separators durch
Zuführen einer Rückkopplungseinrichtung, wodurch der Ausstoß des Rohres 26 wieder
in das System zurückbefördert werden kann.
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Es ist ratsam und in einigen Fällen sogar notwendig, Teilchen mit
einer hohen magnetischen Suszeptibilität aus dem Erzmaterial durch eine herkömmliche
magnetische Separationseinrichtung zu entfernen, bevor man das Erzmaterial in den
Separator der vorliegenden Erfindung zuführt, um zu vermeiden, daß stark magnetische
Teilchen zu der inneren Wand des Rohres in der Trennzone gezogen werden. Diese Anziehung
und die Anordnung der stark magnetischen Partikel an der inneren Wand würde den
freien Fluß des Erz enthaltenden Trägermediums durch den Separator verzögern und
einschränken. Bei der Bearbeitung von einem Erz enthaltenden Trägermedium mit Teilchen
mit sehr unterschiedlicher magnetischer Suszeptibilität würde es ratsam sein, ein
System aufzubauen, das aus einer Reihe von magnetischen Separatoren besteht, wobei
ein jeder eine unterschiedliche Feldstärke und einenunterschiedlichenFeldgradienten
besitzt, so daß ein jeder Teilchen mit unterschiedlicher magnetischer Suszeptibilität
anziehen würde.
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Das hohle Rohr 14 und zu einem geringeren Grad auch das Rohr 26 müssen
aus einem Material hergestellt sein, das die magnetische
Feldstärke
des Systems nicht gegenteilig beeinflußt. Derartige Materialien sind Messing, Kupfer,
Aluminium und andere geeignete Substanzen.
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Die Erfindung wird darüber hinaus durch das folgende Beispiel veranschaulicht:
Beispiel Ein 68,6 cm (27 inch) langes Messingrohr mit einem inneren Durchmesser
von 3,3 cm (1,3 inches) wurde in dem zentralen Teil eines im wesentlichen zylindrischen
supraleitenden Solenoid-Magneten angeordnet. Der Magnet war 22,2 cm (8,75 inch)
lang und hatte einen Durchmesser von 15,2 cm (6 inch) und wurde aus Niob-Zinn-Windungen
aufgebaut. Der Magnetaufbau wurde in flüssiges Helium (unterhalb 4,6 K) in ein speziell
konstruiertes kryogenes Dewar-Gefäß eingetaucht. Ein zweites 6,4 cm (2,5 inch) langes
Messingrohr mit einem inneren Durchmesser von 2,54 cm (1,0 inch) wurde innerhalb
des größeren Rohres angeordnet direkt unterhalb des unteren Teiles des supraleitenden
Magneten. Ein schwach magnetisches Eisenerz, das hauptsächlich aus Goethit und Quarz
bestand, wurde zerkleinert, so daß die Teilchen durch ein 28 Tyler mesh Sieb (0,589
lichte Maschenweite in mm) und feiner passen konnten.
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Eine Aufschlämmung aus Wasser und dem zerkleinerten Eisenerz wurde
aufgrund der Schwerkraft in das größere Messingrohr eingeführt und gelangte dadurch
durch das Magnetfeld, welches durch den supraleitenden Magneten erzeugt worden war.
Die magnetische Feldstärke war für dieses Erz auf ungefähr 15 000 Gauss eingestellt
und das darin befindliche Eisenmineral Goethit wurde leicht durch das oben beschriebene
Verfahren wiedergewonnen.
Zwei Durchgänge wurden durch den Separator
mit den folgenden Ergebnissen vorgenommen. Die magnetische Teilchen enthaltende
Aufschlämmung von dem zweiten Durchgang, als Konzentrat bezeichnet, wurde analysiert
und enthielt 41,1 % Eisen.
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Die nicht-magnetische Teilchen enthaltende Aufschlämmung aus dem zweiten
Durchgang, als Zwischenprodukt bezeichnet, enthielt 32,6 % Eisen, während die nicht-magnetische
Teilchen enthaltende Aufschlämmung aus dem ersten Durchgang, als Rückstände bezeichnet,
analytisch 14,3 % Eisengehalt ergab. Der Gesamtertrag des Eisens aus dem Konzentrat
einschließlich der Zwischenprodukte betrug 83 %.
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Wenn man das gleiche Erzmaterial verwendete, jedoch die Teilchengröße
derart beschränkte, daß sie zwischen 28 und 48 Tyler mesh (0,589 und 0,295 lichte
Maschenweite in mm) betrug, und das gleiche Verfahren wie oben angegeben anwendete,
wurde ein Konzentrat erhalten, das bei der Analyse einen Gehalt von 43,8 °Ó Eisen
aufwies. Eine Analyse der Zwischenprodukte und der Rückstände ergab einen Eisengehalt
von 28,3 56 und 4,7 56. Die Gesamtausbeute des Eisens aus dem Konzentrat einschließlich
der Zwischenprodukte bei Verwendung dieses engeren Teilchengrößenbereiches betrug
93,5 56. Somit konnte durch Regulierung der Teilchengröße die Rückgewinnung des
Eisens verbessert werden.
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Der Konzentrationsgrad und die Wiedergewinnung konnte auch durch Optimierung
der Feldstärke und des Feldgradienten und/oder durch Verwendung einer Vielzahl von
Durchgängen durch den Separator verbessert werden.
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Eine große Anzahl von Erzmaterialien kann entsprechend der Erfindung
bearbeitet werden, solange, wie das Metall oder Mineral,
das wiedergewonnen
werden soll, empfindlich ist gegen den magnetischen Einfluß. Einige typische Beispiele
von Materialien, die vom Erz getrennt werden können gemäß der vorliegenden Erfindung,
sind Carnotit, Chromit, Garnierit, Goethit, Hämatit, Ilmenit, Monazit, Rhodochrosit,
Mangano-Dolomit und Siderit aus den weniger magnetischen Gangerzteilchen, sowie
Mangandioxid-Mineralien, Molybdänoxid-Mineralien, Vanadium enthaltende Mineralien,
Eisenmineralien, Niob-Mineralien und Wolfram-Mineralien aus den jeweiligen Erzen,
Pyrit aus Kohle und nichtmineralisches Chromcarbid aus Schlacke.
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Das oben dargestellte Beispiel gibt nur eine Ausführungsform der Erfindung
wieder, wobei verschiedene Ausführungsformen möglich sind, ohne von dem Wesen der
Erfindung abzuweichen.
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