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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 288299 KLASSE 1 h. GRUPPE

V. St. A-.

schwach paramagnetischer Erze.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. August 1913 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Längsrippen versehenen Stoß- oder Schüttelherd und bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen,-mit der Stoffe ausgeschieden werden können, die von einem Magneten entgegen ihrer Schwerkraft nicht mit genügender Kraft angezogen werden, um sie am Magneten haften zu lassen. Gemäß der Erfindung liegen magnetische Pole über Gruppen von Längs-

rippen, die aus magnetischem Stoff gefertigt sind, die ferner in derselben Richtung wie die magnetischen Pole verlaufen und sich ganz im magnetischen Felde befinden.

Die Wirkung dieser Magnetanordnung ist die, daß der am meisten empfindliche Erzbestandteil durch Berührung mit den magnetischen Kanten der Rippen gerade fähig gemacht wird, dem magnetischen Feld genügend zu folgen, und daran verhindert wird, in die zwischen den Rippen liegenden Kanäle zusammen mit den weniger empfindlichen Bestandteilen zu fallen. Das Waschwasser läuft quer über die Kanäle längs der Linien der größten Feldintensität, die als magnetische Brücken bezeichnet werden.

Die Berührung mit den magnetischen Rippenkanten übt eine eigenartige Wirkung auf die Teilchen aus. Sie werden geladen und zeigen daraufhin eine größere Empfindlichkeit gegen den Magnetismus.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist es von Wichtigkeit, daß das zu behandelnde Erz keine stark paramagnetischen Bestandteile enthält, da diese Teilchen sich zusammenballen und die Vorrichtung zusetzen würden. Um sicher zu gehen, daß das Erz, das zu dem Teil ■ der Vorrichtung mit dem besonderen magnetischen Feld Zutritt hat, auch wirklich frei von stark paramagnetischen Teilchen ist, wird nach der Erfindung ein magnetischer Schutzpol in dem Weg des Erzes vorgesehen und so angeordnet, daß er die Teilchen anhalten und herausnehmen kann, die zu dem Magneten entgegen der Schwerkraft steigen könnten, ehe sie die eigentliche Scheidezone erreichen.

Die bekannten mit Rippen versehenen Schüttelherde trennen die Erze in Schichten, aus denen unter der Wirkung von Magneten stark magnetische Teilchen angezogen werden. Solche Herde arbeiten demnach nach einem ganz anderen Prinzip.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt. Es bedeutet

Fig. ι eine Ansicht von oben eines Schüttelherdes bekannter Art, der eine Ausführungsform der Erfindung mit dem Magneten über dem Herd zeigt.

Fig. 2 ist eine Ansicht von oben eines Schüttelherdes, die die Anordnung der magnetischen

Rippcnpole auf dem »Deck« des Herdes, der Herdplatte, zeigt.

Fig. 3 ist ein Querschnitt, der die Anordnung des Magneten über dem Herd zeigt. Die die Anreicherung bewirkenden magnetischen Pole liegen in der Ebene des Herdes (Deck), und der Magnet oder die Armatur unter dem Herd.

Fig. 4 ist eine Einzelansicht in vergrößertem Maßstabe eines Teiles des Herdes mit den Magnetpolen und den Polen des magnetischen Stromkreises, die die Scheidezonen auf ihrer Oberfläche und Nuten für die Führung der weniger empfänglichen Erzteilchen zeigen.

Fig· 5 ist ^ei^ne andere Ausführungsform der Scheidezone nach Fig. 4; sie zeigt ein hoch konzentriertes Feld.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht der magnetischen Pole und zeigt die Isolierblöcko auf deren Oberfläche, die das Weiterwandern der empfänglichen Erzteilchen auf der Oberfläche verhindern sollen.

Fig. 7 ist ein vergrößerter Schnitt durch Magnetpole und zeigt, wie empfängliche Erzteilchen an den Kanten der Pole gehalten werden.

Der in .den Zeichnungen dargestellte Herd ist mit Ausnahme der magnetischen Ausrüstung ein bekannter Differentiallängsstoßherd mit einer Anreicherungsfläche A₁ die in wagerechter Lage in einer ihrer Bewegungsrichtung parallelen Richtung angeordnet ist und in . der Querrichtung einstellbar geneigt ist, wobei die Zuführungsstelle für den Erzbrei bei a¹ ist, während ar das Reinwassergefäß zur Zufuhr einer geeigneten Menge von Aufbereitungswasser für den Herd darstellt. Die Anreicherung und die Fortbewegung des Erzes wird durch die Einwirkung der Schwerkraft bewirkt, die durch den Strom des Aufbereitungswassers beeinflußt wird. Die Teilchen werden nach ihrem verschiedenen spezifischen Gewicht schichtweise getrennt. Die hin und her gehende Bewegung des Stoßherdes wird durch die übliche Antriebsvorrichtung B, die am Kopf des Herdes angeordnet ist, erzeugt.

Die Oberfläche des Herdes, das »Deck« genannt, ist in bekannter Weise teilweise mit Längsriffeln oder Leisten α³ versehen und teilweise ohne diese.

Ist der Unterschied im spezifischen Gewicht der Erzteilchen nur gering, so lassen sie sich schwer auf einem Stoßherd trennen.

Über dem Deck des Schüttelherdes ist ein kräftiger Magnet C mit den Windungen c¹ und den Polstücken c" und c^s angeordnet. Die unteren Flächen der Polstücke des Magneten sind glatt, wie in Fig. 4 dargestellt, oder mit Vorsprüngen c⁴· versehen, wie sich aus Fig. 5 ergibt. Die Polstücke sind in geeigneter Entfernung vom Deck des Stoßherdes in einer wagerechten Ebene angeordnet, die vorzugsweise parallel zu dem Deck liegt. Die Polstücke können diagonal zu der Bewegungsrichtung und im übrigen je nach der Ausbildung des Herdes eingestellt werden.

Unmittelbar unter den Polstücken und parallel mit ihnen liegen magnetische Leisten D ■ (Fig. 2 und 3), die fest auf dem Deck des Stoßherdes verlagert sind. Die magnetischen Riffelplatten D bilden einen Teil des magnetischen Stromkreises, machen aber als Teil des Decks, des Schüttelherdes die Schüttelbewegung mit. Sie sind aus magnetischem Stoff. wie Eisen oder Stahl, hergestellt und werden vorzugsweise aus Streifen von Metall zusammengesetzt, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, die abwechselnde parallele Rippen und Nuten bilden.

Die Kanten der Rippen d¹ bilden hochkonzentrierte Zonen in dem magnetischen Feld. Die magnetischen Rippen in der Fig. 4 sind aus mehreren dünnen Blechen zusammengebaut, die abwechselnd andere kleine Pole und Nuten dr bilden. Die Nuten d^s zwischen den magnetischen Polen gestatten es dem weniger empfänglichen Erz, hineinzufallen; sie bilden Leitrinnen für einen Teil des Erzes zum Austragsende des Herdes. Die Oberkanten der magnetischen Rippen liegen vorzugsweise in der Deckebene.

Unter dem Herd ist ein kräftiger Magnet E angeordnet, dessen Spulen e¹, Polstücke e- und e^a in geringer Entfernung und parallel zu den Riffelplatten D liegen. Der Magnet E vervollständigt den magnetischen Stromkreis. Der elektrische Strom kann nun entweder nur auf den Magneten C oder E oder auf beide gleichzeitig wirken. Im letzten Falle wird ein noch kräftigeres magnetisches Feld zwischen den Polen erzeugt. Durch Regelung des Stromes, der zu jedem Magneten fließt, kann die Anziehungskraft der Riffelplatten D eingestellt werden.

Paramagnetische Stoffe haben die Neigung, den konvergierenden Kraftlinien in einem konzentrierten magnetischen Feld zu folgen. Wie es aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, verläuft die Konvergenz der Kraftlinien, wenn der Strom auf den Magneten wirkt, nach unten zu den Kanten der magnetischen Pole und hat so die Neigung, die paramagnetischen Erzteilchen zu veranlassen, nach den magnetischen Polen zu wandern. Die Erzteilchen werden auch von den Polen festgehalten, nachdem sie mit den Polen in Berührung gebracht worden sind. Die paramagnetischen Teilchen werden sich in Rippen längs der beiden Kanten der magnetischen Pole ansammeln, wie in Fig. 7 bei <i⁴ gezeigt ist. Die Mitte der oberen Fläche der magnetischen Rippen übt geringe oder

keine Anziehung auf das Erz aus. In Fig. 4 sind die magnetischen Rippen aus vielen Metallstreifen zusammengebaut, die abwechselnd viele kleine magnetische Pole d² oder Konzentratioiiskanten bilden und so praktisch gestatten, daß die ganze Oberfläche als Anziehungsbereich benutzt wird.

Die von den Kanten der magnetischen Pole zu den Polstücken konvergierenden Kraftlinien bilden magnetische Felder, welche ma_: gnetische Brücken über die Nuten d^s darstellen, wie aus den punktierten Linien in Fig. 4 und 5 hervorgeht. Diese Brücken sind das Medium, durch das die empfänglichen Erzteileben von magnetischem Pol zu magnetischem Pol bei ihrem Fortschreiten zur Abführungsstelle befördert werden, während das weniger empfängliche Gut in die Nuten fällt.

Die über dem Boden der Nuten gelagerten magnetischen Bogen oder Brücken bilden nicht allein Hindernisse, um die empfänglichen Erzteilchen an dem Hineinfallen in die Nuten zu verhindern, sondern üben auch eine nach oben gerichtete Anziehung auf die empfänglichen Erzteilchen aus, die durch ihr Gewicht einer zu starken Zufuhr oder durch Wirbel des Waschwassers in die Nuten gedrängt werden könnten.

Es ist hieraus zu sehen, daß das wirksame Gewicht eines empfänglichen Erzteilchens sich beständig ändert, da die auf das Teilchen ausgeübte Anziehung zuerst abwärts nach der magnetischen Rippenkante zu geht; dann zwingt die heftige Strömung des Aufbereitungswassers das Teilchen von der Rippe fort und wird über die Nut mit dem Aufbereitungswasser zum nächsten Pol auf der Brücke geführt, die durch die konvergierenden magnetischen Kraftlinien gebildet wird. Wenn es in die Nut hinein durch das Gewicht des zugeführten Erzes gedrängt wird, so wird es bei seinem Fortgang aufwärts zu der Kante der nächsten Rippe bewegt, und so weiter bis zu seiner Abführung über die Riffelplatten D.

Es ist ein Vorteil bei gewissen Erzen niedriger magnetischer Empfänglichkeit, die magnetischen Bogen oder Brücken der konvergierenden magnetischen Kraftlinien abzuflachen. Zu diesem Zweck sind (vgl. Fig. 5) die Bodenflächen der Polstücke c'² und c^s des Magneten C vorzugsweise mit Vorsprüngen oder Zähnen c⁴ ausgebildet, und die Vorsprünge c⁴ sind direkt über den Mittellinien der Nuten d" angeordnet. Die magnetischen Kraftlinien von den Kanten der magnetischen Pole sind so mehr nach dem Punkt des hervorragenden Zahnes über den Mittellinien der Nuten konzentriert.

Einige der Erzteilclien, besonders die feincren und empfänglicheren Teilchen, haben eine Neigung, an die magnetischen Polkanten sich anzusetzen, und sie werden infolge der besonderen Bewegung des Herddecks längs der Polkanten nach dem Ende der Riffelplatten zu vorwärts gehen und sich wieder mit den weniger magnetisch durchdringbaren Teilchen mischen, die in den Nuten vorwärts wandern. ! Um diese unerwünschte Wirkung zu vermeiden, werden kleine Blöcke von diamagnetischem Stoff d^r> in die magnetischen Pole eingesetzt (vgl. Fig. 6 der Zeichnung). Die Blöcke d³ werden vorzugsweise nur wenige Zoll voneinander entfernt angeordnet.

Bei dieser Einrichtung gehen Erzteilchen, die längs der Kanten des magnetischen Pols vorwärts rücken, über den diamagnetischen Block hinweg, auf dem die Anziehung aufhört oder doch bis zu einem Punkte verringert wird, wo die Teilchen losgelassen werden und durch das Aufbereitungswasser mit fortgetragen werden.

Gewisse Erze von großer magnetischer Empfänglichkeit werden an den magnetischen Polen festhaften und sich weigern, entweder vorwärts infolge der besonderen Wirkung des Stoßherdes zu gehen, oder aber durch das Aufbereitungswasser hinweggewaschen zu werden. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, kann ein Wechselstrom von niedriger Frequenz oder ein intermittierender Gleichstrom für die Erregung des Magneten benutzt werden. In den Zeitintervallen, in denen der Strom Null ist, wird kein Einfluß des Magneten auf das magnetische Erz stattfinden, und das Erz wird von dem Aufbereitungswasser fortgeschwemmt werden.

Teilchen, die magnetisch im gewöhnlichen Sinne sind, d. h. die über eine Luftstrecke zu einem magnetischen Pol hinwegspringen, und zwar selbst in einem hochkonzentrierten magnetischen Feld, würden an den Polen so stark anhängen, daß die Wirkung der besonderen Ausbildungsform des in der Zeichnung dargestellten Apparates illusorisch gemacht werden würde, oder daß das Deck zerstört werden würde. Um sich hiergegen zu schützen, wird A'orsorge getroffen, indem alles magnetische Gut entfernt wird, bevor es die magnetischen Riffeln erreicht. Bei dem vorliegenden Apparat ist ein magnetischer λ^οΐ'ροί oder ein Sieherungspol vor den magnetischen Riffeln angeordnet, von dem alle magnetischen Teilchen gefangen und zurückgehalten werden. Zweckmäßig sind der Schutzpol oder die Schutzpole in der Form seitlicher Fortsätze der Pole c² und c'''. Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, ist ein Winkeleisen W einstellbar auf dem Polstück c- befestigt; an seinem wagerechten Flansch ist ein zweites Winkeleisen W¹ einstellbar verbunden, das einen Flansch oder eine Kante bildet, die in die Nähe des Herdes oder zu einer Stelle hinunterreicht, wo das

Erz frei unterhalb hindurchgehen kann. In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß, wenn die Kante richtig oberhalb der Oberfläche des Wassers und des Erzes angeordnet ist, alle magnetischen Teilchen aufwärts zu der Kante gezogen und dort festgehalten werden, bis sie von Hand oder in anderer Weise entfernt werden. Der Schutzpol ist an den Enden der Hauptpole etwa bei W² angeordnet.

ίο so daß vollständiger Schutz erzielt wird; es ist zu sehen, daß es nicht wesentlich ist, daß die Schutzpole von dem Hauptmagneten her mit Energie versorgt werden, sie können auch natürlich unabhängige Spulen, die sie mit Energie versorgen, besitzen.

Die Wirkungsweise des mit dem Gegenstand der Erfindung ausgestatteten Stoßherdes ist folgende:

Eine Erzmischung, deren verschiedene Mineralbestandteile einen geringeren Unterschied im spezifischen Gewicht als eins haben, so zum Beispiel ein Erz, das eine Mischung von Pyrit, Zinkblende und Serpentin enthält, soll auf einem Stoßherd getrennt werden. Es ist nur eine geringe Verschiedenheit zwischen den spezifischen Gewichten dieser Mineralien vorhanden; Pyrit ist das schwerere, Zinkblende ist \veniger schwer, und der Serpentin ist das leichteste. Unter gewöhnlichen Verhältnissen werden diese, drei Mineralien sich nur teilweise zu getrennten Schichten auf dem Herd aussondern. Wenn die Zinkblende entfernt ist, so würde eine Differenz im spezifischen Gewicht von mehr als eins zwischen dem Pyrit und dem Serpentin bestehen, und diese beiden Mineralien könnten in der gewöhnlichen Weise voneinander getrennt werden.

In den Fig. 1 und 2 ist der Zwischenraum zwischen den punktierten Linien und den Rändem der Riffeln als O bezeichnet; hier findet die Erzzuführung auf die Oberfläche des Herddeckes statt. Z bedeutet Zinkblende und eine kleine Menge Pyrit und Gestein, die über das Herddeck zwischen den Riffelplatten D fließen. Zn bedeutet Zinkblendekonzentrat, das über das Herddeck zur Abführungsstelle fließt; P und R bedeuten Schichten von Pyrit und Gestein, die zu ihrer Abführungsstelle an dem Ende des Herdes fließen.

Wenn der Stoßherd in Arbeit ist, also der Strom auf den Magneten wirkt, das Aufbereitungswasserventil geöffnet und der Erzzufluß im Gange ist, wird das Erz den Herd hinab in einer dünnen Schicht O fließen und sich teilweise zu Schichten teilen, bis es die Stelle unter dem Magnetpol c" erreicht. Die Stromstärke wird nun in der Magnetspule durch einen Rheostaten so geregelt, daß die Zinkblende allein beeinflußt wird, jedoch nicht in genügender Stärke, um die Zinkblende fest an den Kanten der magnetischen Pole anhaften zu lassen. Die Zinkblende wird sich an der Kante des ersten magnetischen Poles bis zu einer Höhe ansammeln, wo der Strom des Waschwassers, der gegen sie wirkt, die Anziehungskraft überwindet und die Zinkblende veranlaßt, über die Nut auf der magnetischen Brücke zu dem nächsten Pol zu fließen, und so weiter bis zu der mit Z auf dem Herd zwischen den Polen bezeichneten Stelle. Der Pyrit und. das Gestein fließen abwärts über den Herd, und da sie nicht durch den Magnetismus beeinflußt werden, so fallen sie nacheinander in die Nuten und füllen diese zu einem größeren oder geringeren Grade aus. Eine sorgfältige Regelung der Erzzufuhr ist nötig, um zu verhindern, daß mehr Erz hinzutritt, als die Nuten aufnehmen können. Wenn ein größerer Zufluß von Erz stattfindet, als die Nuten in der ersten Riffelplatte aufnehmen können, so fließt der Überschuß über und geht mit dem Zinkkonzentrat in der Schicht Z zu der nächsten Riffelplatte, wo der überschüssige P3^rrit und das überschüssige Gestein in den Nuten mit gleicher Wirkung wie zuvor abgefangen werden.

Pyrit und Gestein, welche nun in den Nuten wirksam abgefangen sind, werden durch die besondere Bewegung des Herdes in den Kanälen oder Nuten bis zu dem Ende der Riffelplatten befördert, wo sie wieder auf das Herddeck gebracht werden. Der aus den Nuten kommende Pyrit und das Gestein werden sich an dem Abführungsende des Herddeckes in Schichten, die mit P und R bezeichnet sind, absetzen. Pyrit und Gangart können dann in der gewöhnlichen Weise getrennt werden.

Wo nur zwei Mineralien in dem zu trennenden Erz vorhanden sind, kann die magnetische Kraft so geregelt werden, daß nur eins der Erze beeinflußt wird, und das Verfahren ist im übrigen dem oben beschriebenen ähnlich.

Die magnetischen Riffelkanten liegen im wesentlichen in der Ebene, in der das durch sie beeinflußte Gut über den Herd fließt, während das weniger empfängliche Gut von den Kanten fort in die Kanäle hineinfällt.

Es können ein oder mehrere Magnete oder magnetische Felder mit ihren Riffelplatten auf einem einzigen Stoßherd benutzt werden. Im allgemeinen ist es wünschenswert, mehr als einen Magneten zu benutzen, besonders wenn verschiedene Mineralien aus einer Erzmischung getrennt werden sollen, da jeder einzelne Magnet oder jedes einzelne magnetische Feld dann so eingestellt werden kann, daß er je.einen Erzbestandteil beeinflußt.

Claims

Patent-Ansprüche:.

i. Mit Längsrippen versehener Stoß- oder Schüttelherd, bei dem die Rippen zwischen Magnetpolen liegen, zur nassen

Aufbereitung schwach paramagnetischcr Erze, dadurch gekennzeichnet, daß die anziehenden magnetischen Pole über Gruppen von Rippen liegen, die aus magnetischem Stoff hergestellt sind, in der gleichen Richtung mit den Magnetpolen verlaufen und sich in ihrer ganzen Länge innerhalb des magnetischen Feldes befinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen magnetischen Schutzpol, der vor den Rippen angeordnet ist, um zu verhindern, daß Erzteilchen zu den magnetischen Rippen Zutritt haben, die angehoben werden könnten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Rippen hinter den gewöhnlichen, der Ablenkung der schwereren Teilchen dienenden Rippen angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Rippen im einzelnen aus einer Anzahl von Lamellen bestehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Lamellen in verschiedener Höhe liegen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die magnetischen Rippen in gewissen Zwischenräumen Isolierstücke von nicht magnetischem Material eingesetzt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.