DE3703777A1 - Verfahren und einrichtung zum fluessigkeitsentzug aus partikelbeladenen fluessigkeiten, insbesondere zur entwaesserung von suspensionen oder schlaemmen sowie verwendung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Flüssigkeits­ entzug aus partikelbeladenen Flüssigkeiten, insbesondere zur Entwässerung von Suspensionen oder Schlämmen, wobei die in der Flüssigkeit enthaltenen Partikel magnetisierbar sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wie weiter unten noch erläutert wird.

Bei vielen Verfahren in der Umwelttechnik, wie beispielsweise bei der weitergehenden Abwasserreinigung und in der Mineralauf­ arbeitung, entstehen als Zwischenprodukte Suspensionen und Schlämme, deren Entwässerung technisch aufwendig und kostspie­ lig ist. Speziell zur Entwässerung von Eisenhydroxid- oder eisenhydroxidhaltigen Schlämmen besteht das Problem, daß das Eisenhydroxid nicht in Form kristalliner Partikel ausfällt, sondern amorph unter Einbindung und Anlagerung von Wasser. Unter Eisenhydroxid wird das Eisen(II)-Hydroxid Fe(OH)₂ und das Eisen(III)-Hydroxid Fe(OH)₃ verstanden. Die erwähnte Was­ serbindung erschwert sowohl die Sedimentation als auch die Ent­ wässerung des Eisenhydroxidschlamms, was sich durch sehr gerin­ ge Sedimentationsgeschwindigkeiten und hohen Restfeuchtegehalt zeigt. Zur Sedimentation dienen bisher große Absetzbecken, die durch geringe Durchflußgeschwindigkeiten aufgrund der geringen Sedimentationsgeschwindigkeiten und der langen Sedimentations­ wege gekennzeichnet sind. Die Sedimentation in Plattenabschei­ dern verringert zwar den Sedimentationsweg, da aber die einzig wirkende Kraft die Gravitation ist, so ist auch hier der Platz­ bedarf einer Anlage sehr groß.

Die Entwässerung wird nach bekannten Verfahren normalerweise in einer zweiten Prozeßstufe mittels Dekanterzentrifugen oder Druckkammerfiltern durchgeführt. Beide Verfahren sind relativ energieintensiv.

Ein Überblick über die bisher in der Praxis eingesetzten Ver­ fahren und Geräte wird gegeben in dem Buch "Abwassertechnik" von Hosang/Bischof, Verlag B.G. Teubner, Stuttgart 1984, siehe insbesondere Seiten 378 bis 390.

Ausgehend von dem gattungsgemäßen Verfahren, liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, dieses so auszugestalten, daß die Sedimentationsgeschwindigkeit verkürzt und die Sedimentdichte vergrößert werden können. Eine Unteraufgabe besteht darin, die­ ses Verfahren nicht nur für einen intermittierenden oder quasi­ kontinuierlichen Betrieb, sondern auch für den kontinuierlichen Betrieb geeignet zu machen.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einem gattungs­ gemäßen Verfahren durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 an­ gegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 11 und eine bevorzugte Verwendung in Anspruch 18 angegeben. Dabei betrifft Anspruch 2 eine Weiterbildung für kommerziellen, kontinuierlichen Betrieb.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Einrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens nach den Patentansprüchen 1 bis 3, wie sie im Anspruch 12 und mit vorteilhaften Weiterbildungen in den Patentansprüchen 13 bis 17 gekennzeichnet ist.

Zu den mit der Erfindung erzielbaren Vorteilen und ihren physi­ kalischen Grundlagen sei zunächst auf folgendes verwiesen: Die Erfindung beruht auf der Nutzung der ferro-, ferri- oder para­ magnetischen Eigenschaften von Partikeln oder von Partikelbe­ standteilen in zu entwässernden Suspensionen und Schlämmen im besonderen und in partikelbeladenen Flüssigkeiten im allgemei­ nen. Wie in Laborversuchen nachgewiesen werden konnte, werden magnetisierbare Partikel in wäßrigen Suspensionen durch die die Gravitation überlagernde magnetische Kraft in Richtung steigender magnetischer Feldstärke getrieben. Dabei ist die Magnetkraft sowohl der magnetischen Feldstärke als auch dem Gradienten der Feldstärke proportional. Es konnte gezeigt wer­ den, daß im Vergleich zu rein gravimetrischer Sedimentation sich durch das von außen aufgebrachte inhomogene Magnetfeld eines supraleitenden Magneten die anfängliche Sedimentations­ geschwindigkeit um etwa den Faktor 60 erhöhen läßt und der Zeitbedarf für eine vergleichbare Volumenreduktion des Eisen­ hydroxidschlamms (bei Anwendung konventioneller Methoden) sich um etwa einen Faktor 100 verringern läßt. Bevorzugt wird des­ halb gemäß den Ansprüchen 2 und 3 mit Gradienten-Magnetfeldern gearbeitet, die mittels supraleitender Magnetspulen erzeugt werden. Man kann dabei die Gravitationskräfte ausnutzen, wenn die Sedimentationsrichtung (also auch die Gradientenrichtung) und die Gravitationsrichtung im wesentlichen miteinander über­ einstimmen. Bei genügend starken Magnetfeldern ist dies jedoch nicht unbedingt erforderlich, und man kann dann eine von der Gravitationsrichtung grundsätzlich unabhängige Richtung der Se­ dimentationskammerachse wählen, z.B. wenn das Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 5 durchgeführt wird. Diese Verfahrens­ ausgestaltung eignet sich allerdings auch zur Überlagerung des Gravitationsfeldes, wie im Anspruch 6 angegeben.

Beitragen zur Erhöhung der Sedimentationsgeschwindigkeit kann eine sogenannte Flocculation der magnetisierbaren Partikel im starken Magnetfeld. Mit zunehmender Partikelgröße steigt die Magnetkraft mit der dritten Potenz des Partikelradius, während die der Sedimentation entgegenwirkende Stokes′sche Kraft nur linear zunimmt. Daher kann es vorteilhaft sein, auf die Suspen­ sion oder den Schlamm zunächst ein starkes, relativ homogenes Magnetfeld wirken zu lassen und anschließend die beschleunigte Sedimentation im magnetischen Gradientenfeld durchzuführen, wie im Anspruch 10 angegeben.

Zur Lockerung der Wasser-Partikel-Bindung sind verschiedene Hilfstechniken anwendbar. Durch sie soll im Magnetfeld ein engeres Zusammenrücken der Partikel ermöglicht werden, was ei­ nen geringeren Restfeuchtegehalt der Schlamms bewirken kann. Diese Hilfstechniken können mechanischer Energieeintrag durch Ultraschall oder gezielte Schwingungsanregung der Partikel durch ein überlagertes magnetisches Wechselfeld sein. Eine un­ terstützende Maßnahme kann die Zugabe eines Dispergierungsmit­ tels sein, vergleiche hierzu die Ansprüche 7 bis 9. Wegen der in der Praxis großen zu bewältigenden Schlamm- bzw. Suspen­ sionsmengen wird das Verfahren nach der Erfindung bevorzugt im kontinuierlichen Betrieb gemäß Anspruch 11 durchgeführt. Im folgenden werden anhand von drei in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispielen und anhand eines Diagramms das Ver­ fahren nach der Erfindung sowie seine Durchführungseinrichtung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen in vereinfachter Darstellung, unter Fortlassung der für das Verständnis der Er­ findung nicht erforderlichen Teile:

Fig. 1 die Schemazeichnung eines Versuchsaufbaus zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens für diskontinuierlichen Betrieb.

Fig. 2 ein Diagramm, bei dem die Sedimenthöhe (Ordinate) in Ab­ hängigkeit von der Zeit (Abszisse) für das magnetisch arbeiten­ de Verfahren nach der Erfindung in Vergleich gesetzt ist mit einem konventionellen, gravimetrisch arbeitenden Verfahren (linke bzw. rechte Meßzylinder-Säule).

Fig. 3 im Aufriß ein zweites Ausführungsbeispiel einer Durch­ führungseinrichtung mit konzentrisch ineinandergeschachtelten supraleitenden Magnetspulen für kontinuierlichen Betrieb.

Fig. 4 in entsprechender Darstellung zu Fig. 3 ein drittes Aus­ führungsbeispiel einer Durchführungseinrichtung mit supralei­ tenden, langgestreckten Dipol-Magnetspulen, wobei die Sedimen­ tationskammer als bodenseitige, geneigte Rinne ausgebildet ist.

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Anordnung der supraleitenden Di­ pol-Magnetspulen und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Schnittebene VI-VI aus Fig. 4.

In Fig. 1 ist eine erste einfache Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Der mit supra­ leitenden Feldspulen bestückte supraleitende Magnet SLM befin­ det sich in einem thermisch isolierten zylindrischen Zwischen­ raum 1, an dessen Innenumfang ein innerer Kryostat 2 und an dessen Außenumfang ein äußerer Kryostat 3 angeordnet sind, wel­ che jeweils als hochgradig thermisch isolierende Vakuumgefäße ausgebildet sind, d.h. entsprechende Mantelwände, Böden und Deckwände aufweisen. Die Befestigungsmittel für den supralei­ tenden Magneten SLM, ebenso wie die Zu- und Abfuhreinrichtung für das Kühlmittel (bevorzugt flüssiges Helium) und die Strom­ zuführung sind zur Vereinfachung weggelassen. Am Innenumfang des inneren Kryostats 2 bleibt ein langgestrecker zylindrischer Hohlraum 4 frei, dessen Längsachse mit 40 bezeichnet ist. Koaxial mit seiner Längsachse 4.0 ist im Hohlraum auf der Bo­ denwand 2.0 des inneren Kryostaten 2 auf einer geeigneten Un­ terlage 5 ein die Suspension 6 enthaltendes Meßgefäß 7 gela­ gert, das die Gestalt eines langgestreckten, dickwandigen Glas­ bechers hat. Der Füllstand 8 ist vorgegeben. Die Stange 8.1 ist mit dem Meßzylinder 7 fest verbunden und trägt am freien Ende 8.1 einen Zeiger 8.2, der mit einer dem Zeiger gegenüberstehen­ den beweglichen Meßskala 9 zusammenarbeitet. Im Innern des Meß­ gefäßes 7 bildet sich unter Einfluß des starken Gradienten-Mag­ netfeldes des Magneten SLM und des sich überlagernden Gravita­ tionsfeldes ein schwarz dargestellter Sedimentkuchen 10 aus, welcher sich, wie anhand von Fig. 2 noch erläutert wird, zuneh­ nehmend bis zu einem Grenzwert verdichtet, wobei die untere und obere Grenzfläche des Sedimentkuchens 10 beobachtbar sind vom Beobachter 11, welcher die Grenzflächen mittels des von der Glühlampe 12 ausgehenden Lichtes über eine Mattscheibe 13 und Umlenkspiegel 14 am Lichtstrahl 15 erkennen kann. Mattscheibe 13, Glühlampe 12 und Spiegel 14 sind auf einer in Höhenrichtung verfahrbaren Beobachtungseinrichtung BE mit Manipulierstange BE 1 montiert, so daß durch Nachführen der Beobachtungseinrich­ tung BE mittels der Stange BE 1 an der an ihrem oberen Ende sitzenden Skala 9 die Grenzflächenverschiebung des Sedimentku­ chens 10 erkannt werden kann. Die Überstände a der Schlamm­ bzw. Suspensionssäule 6 sind symmetrisch bezüglich der achsnor­ malen Symmetrieebene b des Magneten angeordnet. Infolgedessen verdichtet sich der Sedimentkuchen ebenfalls im wesentlichen symmetrisch zu dieser Symmetrieebene b (wenn man von einer ge­ ringfügigen Verschiebung durch die Gravitationskräfte absieht). Die Suspension 6 im Beispiel nach Fig. 1 enthielt Eisenhydroxid in aufgeschwemmter Form. Wenn die Suspension 6, wie in Anspruch 1 prinzipiell angegeben, dem vom Magneten SLM ausgehenden Gra­ dienten-Magnetfeld ausgesetzt wird, dessen Kraftvektoren und Feldgradienten in oder im wesentlichen in der Sedimentations­ richtung (vergleiche Pfeile 16 a, 16 b) verlaufen, so werden die magnetisierbaren Partikel des Schlammes in Richtung steigender magnetischer Feldstärke, d.h. in Richtung der Symmetrieebene b, getrieben und zu dem erwähnten Sedimentkuchen 10 verdichtet.

In diesem experimentellen Aufbau kann man nach der Verdichtung das Meßgefäß 7 entfernen, den Sedimentkuchen 10 vorsichtig her­ ausnehmen und die verbleibende, vorgereinigte Flüssigkeit, in diesem Falle Wasser, auf ihren Reinheitsgrad untersuchen. Für den praktischen Betrieb wird man den gebildeten Sedimentkuchen an einer der Flüssigkeitszufuhrseite der Sedimentationskammer 7 abgewandten Kammerseite durch eine Austragöffnung entfernen und die oberhalb des Sedimentkuchens stehende vorgereinigte Flüs­ sigkeitssäule an einer von der Zufuhrseite entfernten Stelle der Sedimentationskammer abziehen, wie weiter unten noch er­ läutert.

Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt links den Meßzylinder 7 nach Fig. 1 mit dem darin gebildeten Sedimentkuchen 10 und - rechts danebengezeichnet - einen Meßzylinder 7′, bei dem ein wesent­ lich geringer verdichteter, lockerer Sedimentkuchen 10′ auf­ grund einer konventionellen Sedimentation unter Ausnutzung der Gravitationskräfte, und nur dieser, gewonnen wurde. Die Stand­ höhe der Suspension 6 bzw. deren Menge war in beiden Meßzylin­ dern gleich. Man erkennt, daß erstens der Sedimentationsvorgang nach dem konventionellen Verfahren wesentlich langsamer vor sich geht, d.h. die abhängig von der Zeit (Versuchsdauer in Minuten) aufgetragene Grenzflächenkurve 17′ des Sedimentkuchens 10′ ver­ läuft wesentlich flacher als die Grenzflächenkurve 17 des Sedi­ mentkuchens 10, welcher sich unter Anwendung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens gebildet hat. Man erkennt aus dem linken Teil der Fig. 2, daß sich die Grenzflächen des Sedimentkuchens 10 so­ wohl in Richtung 16 a als auch in Richtung 16 b (vergleiche Fig. 1) in Richtung auf die Symmetrieebene bzw. -linie b des Magneten verlagern, zu Beginn des Versuches mit einem relativ steilen Gradienten und später flacher, wobei der Sedimentkuchen 10, wie bereits angedeutet, wegen der Gravitationskräfte mit seinem oberhalb der Symmertrielinie b liegenden Teil etwas kür­ zer ist als mit seinem unterhalb der Symmetrielinie b liegenden Teil. Die maximale Verdichtung war beim Sedimentkuchen 10 in ca. 30 Minuten erreicht, die Kuchenhöhe betrug 99 mm, wogegen der nach dem konventionellen Verfahren durchgeführte Versuch eine Kuchenhöhe von 272 mm nach 80 Minuten Versuchsdauer erge­ ben hat.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wie sie für den kontinuier­ lichen kommerziellen Betrieb geeignet ist. Das magnetische Gradientenfeld wird hier von mehreren supraleitenden Ringspu­ len 100, im vorliegenden Falle drei konzentrische Ringspulen unterschiedlicher Höhe h, erzeugt. Die supraleitenden Spulen sind in einen Kryostaten 20 eingebaut, der sich im Zentrum kegelförmig erweitert und so ein großes Nutzvolumen des Gra­ dientenfeldes ermöglicht. Die Sedimentationskammer in Form eines Behälters 70 folgt der Form des Kryostaten 20 und ist über das nutzbare Gradientenfeld ausgedehnt. Die Suspension oder der zu entwässernde Schlamm werden hier von unten durch das Zentralfeld des Magneten geführt, um im starken annähernd homogenen Magnetfeld MF die Flocculation zu nutzen. Weiter stromaufwärts wird die Suspension über einen Ringkanal 21, des­ sen obere kegelförmige Kanalwand 22 mit Durchlaßbohrungen 22.1 versehen ist, der Sedimentationskammer 51 zugeführt. Zur Locke­ rung der Partikel-Wasser-Bindung ist von oben axial ein Ultra­ schallkopf 24, befestigt an einem entsprechenden Halterohr 25, eingebaut. Das Konzentrat wird über eine mechanische Förderein­ richtung, im vorliegenden Falle über eine Förderschnecke 26 nach unten aus der eigentlichen Austragszone 230 über die Lei­ tung 28 abgezogen. Das weitgehend gereinigte Wasser wird über eine oben zentral mit dem Sedimentationsbehälter 70 verbundene Rohrleitung 27 nach oben abgeführt, wobei diese Rohrleitung 27 vom Halterohr 25 des Ultraschallkopfes 24 durchdrungen ist.

Man erkennt aus Fig. 3, daß der Behälter 70 für die eigentliche Sedimentation und eine diesem strömungsmäßig vorgeschaltete Zu­ fuhrkammer 23 von wenigstens einer Magnetspule 100 eines supra­ leitenden Magneten SLM umschlungen ist, wobei die Spulenachse y-y in oder parallel zur Richtung 16 a der Sedimentation ver­ läuft. Der Behälter 70 ist mit seinem unteren Teil 70.1 inner­ halb seiner Austragszone 230 und die Behälterwand ist mit ihrer Austragöffnung 70.2 benachbart zum Kopf des sich jeweils aus­ bildenden, schematisch angedeuteten Sedimentkuchens 10 von der Förderschnecke 26 durchdrungen, welche auf einer Schneckenwel­ le 26.1 sitzt. Die Schneckenwelle 26.1 durchdringt den Lei­ tungsteil 28 der Austragleitung und steht mit einem Motor M in Antriebsverbindung. Die normalerweise pastösen Kuchenteile 10.1, die von der Förderschnecke 26 bereits aus der Kernzone 50 des Kuchens 10 herausgefördert sind, sind zeitlich vor dem Se­ dimentkuchen 10 entstanden und werden im Zuge einer kontinuier­ lichen Sedimentation laufend von der Förderschnecke 26 in Pfeilrichtung 29 durch die Austragleitung 28 herausbefördert. Oberhalb der Sedimentationszone 51 ist, wie erwähnt, die Abzugs­ leitung 27 mit einer Abzugsöffnung 27.1 vorgesehen. Die Suspen­ sion oder partikelbeladene Flüssigkeit wird durch eine konzen­ trisch und koaxial zur Austragsleitung 28 den unteren schlanken Teil 70.1 des Behälters 70 umgebende Zuführleitung 30 der koni­ schen Ringzone 21 zugeführt, wobei ein radialer Leitungsstutzen 30.1 an den konzentrischen Leitungsteil 30 angeschlossen ist.

Gemäß Fig. 3 sind zur Erzielung eines in Sedimentationsrichtung 16 a gestaffelten Gradientenfeldes mehrere supraleitende Magnet­ spulen 100, im vorliegenden Falle drei, konzentrisch zueinander und koaxial zur Achse der Austragszone 230 mit nach außen sich vergrößernder Spulenhöhe angeordnet, so daß sich oberhalb der bzw. angrenzend zur Austragszone 230 ein konisch sich erwei­ ternder Zufuhrkammerteil 23 für die partikelbeladene Flüssig­ keit ergibt. Anstelle der Staffelung der Höhenabmessungen h der einzelnen Magnetspulen könnten diese bei in etwa gleicher Höhe auch gegeneinander versetzt angeordnet sein.

Man erkennt aus Fig. 3 ferner, daß die Suspension gemäß Pfeil­ richtung 31 im Gegenstrom zur Austragrichtung des Konzentrats bzw. des Sedimentkuchens (Pfeil 29) zugeführt wird. Die boden­ seitige Kanalwand 22, z.B. ausgeführt als Lochblech, stellt eine Fortsetzung des schlanken Behälterteiles 70.1 dar, während der Bodenteil der Zufuhrkammer 23 seine Fortsetzung in der (äußeren) Zufuhrleitung 30 findet, so daß also der schlanke Behälterteil 70.1 und die Zufuhrleitung 30 eine koaxiale Dop­ pelleitung bilden. Die Zufuhrkammer 23 ist im Bereich der höch­ sten magnetischen Feldstärke angeordnet mit dem Ziel, die ein­ strömenden Partikel unter der Wirkung magnetischer Kräfte zusammenzulagern (Flocculation).

Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis 6 sind die Mag­ netspulen 101 des supraleitenden Magneten SLM nach Art eines langgestreckten O ausgebildete Dipolmagnetspulen (siehe Fig. 5), welche einen im Querschnitt entsprechend wannenförmigen Behäl­ ter 71 für die Sedimentationskammer und ihre Austragszone 230 umgeben. Der schlankere untere Behälterteil 71.1, welcher die Austragszone 230 aufnimmt, ist rinnenförmig. Der gesamte Be­ hälter verläuft, wie in Fig. 4 dargestellt, zu einer Seite in Wannenlängsrichtung geneigt. Der Austragstutzen 28 für das Kon­ zentrat und der Zufuhrstutzen 30.1 für die partikelbeladene Flüssigkeit bzw. die Suspension sind an den Behälter 71 im Be­ reich der geodätisch tiefsten Behälterbodenzone, voneinander separiert, angeschlossen. Auch hier wäre wie im Beispiel nach Fig. 3 eine zueinander konzentrische Leitungsführung der An­ schlußstutzen möglich. Die Förderschnecke 26 verläuft mit ihrer Welle 26.1 nicht vertikal nach unten, sondern entsprechend der geneigten Rinne 71.1. Mit 24 sind wieder Ultraschallköpfe, in diesem Falle vier über die Länge der Verdichtungszone verteil­ te, bezeichnet, welche an einer Deckwand 71.2 des Behälters 71 befestigt sind. Von dieser Deckwand geht auch nach oben ein Leitungsstutzen 27 für die Abfuhr gereinigten Wassers ab. Die­ ses Beispiel nach Fig. 4 bis 6 hat den besonderen Vorteil, daß die zugeführte Suspension (Pfeil 31) auf einem relativ langen Strömungsweg und während entsprechender Strömungszeiten einem starken, weitgehend homogenen Magnetfeld ausgesetzt ist, so daß sich schon eine effektive Flocculation ausbilden kann, bis die Suspension zum Sedimentationsbeginn dann dem magnetischen Gra­ dientenfeld unterworfen wird.

Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung bezieht sich auf die Sedimentation von Eisenhydroxid oder eisenoxidhaltigen Schwermetallhydroxiden. Hierbei können sehr gute Verdichtungs- und Reinigungsgrade erzielt werden, ohne daß jedoch die Anwendung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens auf die Sedimentation von Suspensionen mit derartigen magnetisierbaren Partikeln beschränkt wäre.

Claims (18)

1. Verfahren zum Flüssigkeitsentzug aus partikelbeladenen Flüs­ sigkeiten, insbesondere zur Entwässerung von Suspensionen oder Schlämmen (6), wobei die in der Flüssigkeit enthaltenen Parti­ kel magnetisierbar sind, d.h., die Partikel oder Bestandteile der Partikel ferro-, ferri- oder paramagnetische Eigenschaften aufweisen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die partikelbeladene Flüssigkeit (6) auf einer Zufuhrsei­ te in eine Sedimentationskammer (7; 70; 71) eingeleitet wird, wobei wenigstens eine Ausdehnungsrichtung der Sedimentations­ kammer mit der Sedimentationsrichtung (16 a) der Partikel über­ einstimmt, und daß das in der Kammer enthaltene Flüssigkeits­ volumen außer dem Gravitationsfeld einem starken Gradienten- Magnetfeld (MF) ausgesetzt wird, dessen Kraftvektoren und Feldgradienten in oder im wesentlichen in der Sedimentations­ richtung (16 a) verlaufen, so daß die magnetisierbaren Parti­ kel in Richtung steigender magnetischer Feldstärke getrieben und zu einem Sedimentkuchen (10) verdichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gebildete Sedimentkuchen (10) an ei­ ner der Flüssigkeitszufuhrseite der Sedimentationskammer (70; 71) abgewandten Kammerseite durch eine Austragöffnung entfernt und die oberhalb des Sedimentkuchens stehende vorgereinigte Flüssigkeitssäule an einer von der Zufuhrseite entfernten Stel­ le der Sedimentationskammer (70; 71) abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gradienten-Magnetfeld mittels supraleitender Magnetspulen erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Sedimentations- und Gravita­ tionsrichtung im wesentlichen miteinander übereinstimmen.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur magnetischen Verdichtung des Sedimentkuchens (10) in der Sedimentationskammer (7; 70; 71) ein Magnetfeld aufgebaut wird, dessen Feldgradienten - in Spu­ lenachsrichtung gesehen und bezogen auf eine zentrale Feldebene (b) höchster Felddichte - jeweils beidseits der zentralen Feld­ ebene zueinander etwa parallel und auf die Feldebene weisend verlaufen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Richtung der Feldgradienten der einen Hälfte des Magnetfeldes mit der Gravitationsrichtung im wesentlichen übereinstimmt, wogegen die Feldgradientenrichtung der anderen Magnetfeldhälfte dazu im wesentlichen entgegengesetzt verläuft.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lockerung der Wasser-Par­ tikel-Bindung einem gleichstromerregten Gradienten-Magnetfeld Feldpulsationen eines magnetischen Wechselfeldes überlagert werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lockerung der Wasser-Par­ tikel-Bindung der sich bildende Sedimentkuchen mittels Ultra­ schall gerüttelt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lockerung der Wasser-Par­ tikel-Bindung dem Flüssigkeitsvolumen der Sedimentationskammer ein Dispergierungsmittel zugesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn­ zeichnet durch eine Ausnutzung der Flocculation der magnetisierbaren Partikel im starken Magnetfeld, derart daß auf die partikelbeladene Flüssigkeit zunächst ein die Flocken­ bildung unterstützendes starkes, relativ homogenes Magnetfeld zur Einwirkung gebracht und anschließend eine beschleunigte Sedimentation im magnetischen Gradientenfeld durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung des Gradien­ ten-Magnetfeldes auf ein jeweiliges Flüssigkeitsvolumen in der Sedimentationskammer (70; 71), die Verdichtung der Partikel zu einem Sedimentkuchen (10), dessen Austrag und der Abzug der je­ weils anfallenden vorgereinigten Flüssigkeit im kontinuierli­ chen Verfahren erfolgen.

12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Behälter (70; 71) für die Sedimentationskammer und einen dieser strömungsmäßig vorgeschalteten Zufuhrkammer (23) von wenigstens einer Magnetspule (100) eines supraleitenden Magneten (SLM) umschlungen ist, wobei die Spulenachse (y-y) in oder parallel zur Richtung (16 a) der Sedimentation ver­ läuft,
• - daß der Behälter (70; 71) innerhalb seiner Austragszone (230) und die Behälterwand mit ihrer Austragsöffnung (70.2) benach­ bart zum Kopf des sich ausbildenden Sedimentkuchens (10) von dem länglichen Förderorgan (26) einer Fördereinrichtung durch­ drungen ist;
• - daß oberhalb der Sedimentationszone (51) wenigstens eine Ab­ zugsöffnung (27.1) für die vorgereinigte Flüssigkeit in der Behälterwand vorgesehen ist
• - und daß die partikelbeladene Flüssigkeit durch wenigstens eine auf einer der Abzugsöffnung (27.1) abgelegenen Seite der Sedimentationszone (51) angeordnete Zufuhröffnung (Lei­ tung 30, 30.1) in der Behälterwand der Sedimentationszone (51) zuführbar ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Erzielung eines in Sedimen­ tationsrichtung (16 a) gestaffelten Gradientenfeldes mehrere supraleitende Magnetspulen (100; 101) konzentrisch zueinander und koaxial zur Achse der Sedimentationskammer mit nach außen sich vergrößernder Spulenhöhe (h) bzw. derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß sich oberhalb der bzw. angrenzend zur Austragszone (230) ein konisch sich erweiternder Zufuhrkam­ merteil (23) für die partikelbeladene Flüssigkeit ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 12, wobei das Konzentrat bzw. der Sedimentkuchen an der Behälterunterseite durch einen Austrag­ stutzen entfernt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zufuhrleitung (30, 30.1) für die partikelbela­ dene Flüssigkeit mit einer der Austragsrichtung (29) entgegen­ gesetzten Zufuhrrichtung (31) in den Bodenbereich des Zufuhr­ kammerteils (23) mündet und daß die partikelbeladene Flüssig­ keit von hier über Verteileinbauten (22) auf dem gesamten Quer­ schnitt des Zufuhrkammerteils (23) verteilbar sowie der im Ke­ gelachsbereich liegenden Öffnung der Sedimentationszone (51) zuführbar ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe der Sedimentationszone (51) wenigstens ein Ultraschallkopf (24) eines Ultraschallsenders, in das Flüssigkeitsbad der Sedi­ mentationskammer (51) eintauchend, installiert ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnetspulen (101) des supra­ leitenden Magneten (SLM) nach Art eines langgestreckten O aus­ gebildete Dipolmagnetspulen sind, welche eine im Querschnitt entsprechend wannenförmigen Behälter (71) der Sedimentations­ kammer (51) umgeben, daß die Sedimentationskammer (51) rinnen­ förmig ist, daß der Behälter (71) in Wannenlängsrichtung zu ei­ ner Seite geneigt verläuft und daß der Austragstutzen (28) für das Konzentrat und der Zufuhrstutzen (30, 30.1) für die parti­ kelbeladene Flüssigkeit bzw. die Suspension im Bereich der geo­ dätisch tiefsten Behälterbodenzone, voneinander separiert, an­ geschlossen sind.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß das längliche Förderorgan der Fördereinrichtung eine Förderschnecke (26) ist, deren Welle (26.1) durch die Behälterwand hindurchgeführt und mittels eines außen am Behälter befestigten Motors (M) antreib­ bar ist.

18. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es zur Sedimentation von Eisenhydroxid oder eisenhydroxidhaltigen Schwermetallhydroxiden verwendet wird.