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Elektromagnetischer Scheider zur Trennung ansprechender, aber vom-
agneten nicht anziehbarer Bestandteile von wenig oder nicht ansprechenden Bestandteilen.
Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom z. Juni 191i die Priorität
auf Grund der Anmeldung in Großbritannien vom 28. März igig beansprucht.
Für die Konzentrierung von Erz wurde bisher eine elektrostatische Scheidung vorgeschlagen,
uni die Bestandteile des Erzes nach ihren magnetischen Eigenschaften zu trennen;
hierzu «-urne (las Erz durch ein Band zwischen eine obere und eine untere, entgegengesetzt
geladene Oberfläche gebracht, wobei die obere von konvexer Form oder ähnlich ist
und die Erzteilchen vom Band zur oberen, konvexen Fläche angezogen und dann davon
zu einem anderen Teil des Bandes hinabgestoßen werden.
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Es wurden auch verschiedene Anordnungen von Erzscheidern vorgeschlagen,
bei welchen (las Erz auf einen Schütteltisch gebracht wird und die magnetischen
Bestandteile des Erzes von ihrem Weg, den sie sonst auf Grund der Schüttelbewegung
nehmen würden, durch Elektromagnete oder magnetische Rippen abgelenkt «-erden, «-elche
sie anziehen; von dort werden die Teilchen durch Waschwasser entfernt unter Zuhilfenahme
einer Zwischenentniagnetisierung der Magnete oder einer Stromunterbrechung oller
eines Wechselstromes geringerer Stärke. Die von den Magneten oder Rippen unbeeinflußten
Bestandteile des Erzes werden getrennt von den magnetischen Bestandteilen durch
die Schwerkraft und die Schüttelbewegung entfernt.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, eine elektrische Scheidevorrichtung
nach (lein Prinzip zu bauen, daß, wenn eine Menge leitenden Materials, die Teilchen
von leitendem Stoff enthält, dem Einfluß eines durch einen Mehrphasenstrom erzeugten
elektrischen Drehfeldes ausgesetzt wird, Wirbel- oder Foticaultsche Ströme in einem
(lerartilgen @hat.erial entstehen, die bestrebt sind, ihm eine Bewegung zu erteilen.
Wenn mechanisch zerkleinerte 'Tassen, in denen Teilchen leitenden Stoffes enthalten
sind, in geeigneter Weise dem Einfluß eines derartigen Felles ausgesetzt werden,
erfolgt eine Bewegung dieser Teile in einer senkrecht zur Achse des Drehfeldes stehenden
Ebene.
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Zur Ausnutzung dieses Prinzips ist vorgeschlagen worden, eine Mehrphasenspule
zusammen mit Mitteln zu verwenden, die dazu dienen, um ein Erz oder ein Gemenge,
aus dem das oder die Metalle o. dgl: abgeschieden werrlen sollen und (las mehr oder
weniger fein zerkleinert ist, unter den Einfluß des elektrischen Drehfeldes zu bringen.
Die Wirbel- oder Foticaultschen Ströme, die in den Metallteilchen oder der metallenthalten(lesi
Masse induziert «-erden, erteilen diesen Teilchen eine Bewegung, da sie bestrebt
sind, sie tun die Achse des elektrischen Drehfeldes herum fortzubewegen. Die nichtmetallischen
Teile der Masse werden nicht in der angegebenen Weise beeinflußt und nehmen an der
Bewegung nicht teil. Als Ergebnis der Bewegung fliegen die Metallteilchen oder metallischen
Teilchen in einer von der genarm . ten Achse abgewendeten Richtung fort und werden
auf diese Weise von den nichtmetallischen Teilchen getrennt. Zur Erzielung dieser
Trennung hat man vorgeschlagen, die Mehrphasenspule wagerecht anzuordnen und das
Efz o. dgl. senkrecht durch die Spule fallen zu lassen. Wegen der äußerst kurzen
Zeit, in der das Erz o. dgl. sich innerhalb des elektrischen Feldes befindet, würde
aber eine derartige Einrichtung eine wirksame
Trennung der metallischen
Teilchen von den nichtmetallischen nicht hervorrufen können und würde daher zur
erfolgreichen Behan(1-Jung von Erzen oder anderen Gemengen, die i mir schwach auf
die Wirkung eines Drehfeldes ansprechen, ungeeignet sein.
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Die Erfindung bezweckt, fein zerteilte mineralische Stoffe der Wirkung
eines sich bewegenden magnetischen Feldes derart auszusetzen, daß der in diesen
Stoffen enthaltene, auf die Wirkung des sich bewegenden magnetischen Felde-, ansprechende
Stoff in wirksamer Weise von dem durch dieses Feld nicht beeinflußten oder weniger
als . der erstgenannte Stoff heeinflußten Stoffe getrennt werden soll. Zu diesem
Zweck ist eine elektromagnetische Scheidevorrichtung zur Behandlung eines fein zerteilten
Stoffes, der aus auf ein sich bewegendes magnetisches Feld ansprechendem und auf
ein derartiges Feld nichtansprechendem Stoffe besteht, nach der Erfindung mit einem
oder ' mehreren verhältnismäßig langen schmalen Trögen oderBehältern versehen und
mit einem Mehrphasenwechselstromelektromagneten init verhältnismäßig langen parallelen
Polen, die j dicht an dem oder jedem der langen schmalen Tröge oderBehälter liegen
und ein elektrisches Drehfeld quer zur Richtung des oder der Tröge oder Behälter
erzeugen, durch die das zu behandelnde Gut hindurchgeht. Infolgedessen wird der
von dein elektrischen Drehfeld beeinflußte Stoff durch das sich bewegende magnetische
Feld allmählich nach der einen Längsseite oder Längskante der Troges oder Behälters
abgelenkt; er kann aber auch nach beiden Längsseiten des oder der Tröge oder Behälter
abgelenkt werden. Dagegen wird der vom magnetischen Felde nicht beeinflußte Stoff
an der gegenüberliegenden Längsseite oder Kante des Troges oller Behälters oder
in der Mitte des oder der Tröge oder Behälter weiterwandern. Auf diese Weise werden
metallische Bestandteile des Stoffes, der von einem sich bewegenden magnetischen
Felde nur schwach beeinflußt wird, stufenweise und wirksam von dein durch- (las
Feld nicht beeinflußten Stoffe getrennt.
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Die Trennung des ansprechenden Stoffes mittels des sich bewegenden
magnetischen Feldes ist nicht auf elektrostatische Wirkung oder auf Wirbel- oder
Foucaultsche Ströme zurückzuführen, sondern auf Hysteresiswirkung. Diese entsteht
in den Teilchen des ansprechenden metallischen Stoffes und wirkt jeder magnetischen
Anziehung, die in den Teilchen dieses Stoffes entsteht, entgegen und überwindet
die Anziehungskraft.
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Nach der Erfindung kann eine schnelle, wirksame und wirtschaftliche
A-Lisscheidung von ansprechendem metallischen Stoffe, der nur schwach auf ein sich
bewegendes magnetisches Feld anspricht, aus einem Stoff erfolgen.
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Ahb. > zeigt teilweise im Aufriß und teilweise im senkrechten Schnitt,
Abb. 2 im Grundriß und Abb. 3 im Querschnitt nach Linie !1-_A der Abb. r schematisch
eine Ausführungsform der Erfindung.
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Abb. .I zeigt teilweise im Aufriß und teilweise im senkrechten Schnitt
eine veränderte Ausführung.
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Abb. 5 bis 12 veranschaulichen andere Ausführungsformen der Erfindung.
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Mit Bezug auf Abb. r, 2 und 3 wird (las r_i. behandelnde Mineralgemenge,
das aus einer Mischung von trägen und beeinflußbaren Bestandteilen, im folgenden
kurz als a. und a' bezeichnet, besteht, gewöhnlich in Br eiforrn z. B_ durch einen
Einlauf b, durch einen Trichter c oder unmittelbar aus den Zerkleinerungsmühlen
in das eine Ende einer Reihe verhältnismäßig langer und schmaler Tröge cf hineingeleitet.
Diese Tröge werden in dem dargestellten Beispiel als flache Kanäle (furch eine Anzahl
Scheidewände k getrennt, die aus niehtrriagnetischem und nichtleitendem Material
bestehen. Diese Tröge sind sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung in
dem erforderlichen Maße geneigt. Das Gut wird während seiner Abwärtsbewegung durch
die Tröge der Wirkung eines Wechselstromes eines Mehrphasenelektromagneten e ausgesetzt,
der aus Eisenblechen besteht und nach oben gerichtete Parallelpole oder Zähne e'
besitzt, die sich im wesentlichen Tiber die ganze.. Länge des Troges erstrecken.
Die Zwischenräume e2 zwischen den Polen oder Zähnen können entweder, wie in Abb.
3,-6
bis 8, fo und r i dargestellt, ganz offen oder ganz geschlossen (Abb.5)
oder -teilweise geschlossen sein. Der Elektromagnet e wird zweckmäßig durch Mehrphasenerregerwicklungen
g, g magnetisiert, die in geeigneter Weise miteinander verbunden sind, so daß die
Bewegung oder die sogenannte »Rotation« des Magnetfeldes, hervorgerufen von den
NLIehrphasenströmen, als eine Folge von magnetischen Wechselstromwellen von der
einen Seite zu der anderen mitten (furch die Magnetfläche und jeden Wäscher geht.
Infolge davon wird jeder metallhaltige Stoff in den Trögen, der von den magnetischen
Wellenbewegungen sich beeinflussen läßt, sowie er (furch den Trog hinuntergleitet,
quer durch die Tröge sich bewegen. Das Gut als ein Ganzes gleitet durch die Tröge
unter dem Einfluß der Schwerkraft; die Bewegung kann vielleicht in geeigneter Weise
durch eine hervorgerufene Erschütterung wie durch eine Schüttel-, Stoß- oder Schwingungsbewegung
des
Troges oder der Gesamtvorrichtung unterstützt werden.
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Durch eine geringe seitliche Neigung des Troges und des Magneten kann
die durch die Schwerkraft hervorgerufene Trennungswirkung mit der elektromagnetischen
Wirkung vereinigt werden. Wenn also das Bewegungsfeld von der linken zur rechten
Seite des Troges geht und die Neigung nach links gerichtet ist, wie in Abb. 3 veranschaulicht
ist, wird das träge Material a zu der niedrigeren linken Seite jedes Troges hinstreben,
während die beeinflußbaren Bestandteile a1 unter dem Einfluß des Drehfeldes nach
der rechten Seite des Troges streben werden. So wird während des Durchganges des
Gutes als ein Ganzes durch den Trog dieses allmählich in zwei nebeneinander wandernde
Ströme verschiedener Zusammensetzung auseinandergezogen. Geeignete Scheidewände
lz, h können vorgesehen sein, um die geschiedenen Massen in Behälter i, il für die
Weiterverarbeitung zu leiten. Wenn man zwei solche Scheidewände h in jedem Trog
d vorsieht, wird man dreierlei Sorten von Masse erhalten, nämlich stark metallhaltige;
mit Gangart gemischte und metallfreie, die man teilweise oder ganz einer weiteren
Konzentrierung unterwerfen kann, indem man sie zwei- oder mehrmals durch denselben
Trog oder nacheinander durch andere Tröge gehen läßt.
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Jeder Trog ist so schmal gehalten, daß die beeinflußbaren Teilchen
in der Querrichtung nur einen geringen Weg zurückzulegen haben.
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Die Stärke der magnetischen Wirkung kann z. B. durch Änderung der
Erregung oder durch den Abstand des Gutstromes von den Magnetpolen geändert werden.
So kann z. B. das leichter beeinflußbare Material zuerst durch eine schwache Induktion
und nachher das schwerer beeinflußbare Material mit einer höheren Induktion getrennt
werden.
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Wenn man zuvor das Gut einer kräftigen magnetischen Induktion, sei
es Wechsel- oder Gleichstrom, unterwirft, wird fier beeinflußbare Teil bei gewissen
Massen empfindlicher oder reaktionsfähiger für das Mehrphasenfeld, dem es später
unterworfen wird, sein, so daß die Trennung und Konzentrierung auch mit einer geringeren
Erregung des für diesen Zweck verwandten Mehrphasenelektromagneten, als es ohnedies
nötig wäre, ausgeführt werden kann. Zu diesem Zweck kann der obere Teil des Magneten
e so angeordnet ; sein, daß er stärker als das untere Ende magnetisiert wird. Es
kann aber auch ein besonderer kurzer und stärker magnetisierter Magnet am oberen
Endteil des Troges vorgesehen werden. Beispielsweise kann die Vor induktion angewendet
werden, wenn man die Masse durch das Feld eines oder mehrerer Mehrphasen- oder Gleichstromelektromagnete
in oder Permanentmagnete gehen läßt, die auf dem Wege des Gutes bei seinem
Lauf zu dem oberen Ende des Troges d, wie in Abb. d. gezeigt, angeordnet sind. Anstatt
getrennte beeinflußbare Bestandteile a1 vollständig den Trog hinunterzuführen, können
die Leitwände für das seitlich abgelenkte Gut fortgelassen «erden, so daß dieses
seitwärts über die Längskante abgeworfen wird, während die trägen Teile a den Trog
in der Längsrichtung hinuntergleiten. Diese Anordnung ist in Abb. 5 und 6 veranschaulicht.
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Die Wicklungen g des Elektromagneten e oder ihre Verbindungen können
so angeordnet sein, um zwei entgegengesetzte bewegliche Magnetfelder herzustellen,
daß die magnetische Bewegung der beeinflußbaren Teile a1 von der Mitte des Troges
seitlich nach beiden Längskanten zu stattfindet. Bei einer derartigen Anordnung
müßte der Trog und vielleicht auch der Elektromagnet in der Querrichtung, wie in
Abb. 7 und io dargestellt, leicht gekrümmt sein, so daß die trägen Bestandteile
a nach der Mitte zu streben und in der Längsrichtung abwärts gleiten, während die
beeinflußbaren Teile quer über die L ingsseiten des Troges ausgetragen werden. Die
letzteren können aber auch durch die Anordnung von erhöhten Kanten an den Seiten
wie in Abb. 3, 8, 9, i i gezwungen werden, die beiden Seitenteile des Troges längs
hinabzugleiten, um so an dessen unterem Ende getrennt entladen zu werden.
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Anstatt einen besonderen Trog zu verwenden, kann das Gut in der Längsrichtung
über die Oberfläche des Elektromagneten e geführt werden, wobei die Räume e' zwischen
den Polen des Magneten am oberen Ende geschlossen sind (vgl. Abb.5). Auf diese Weise
bildet die Oberfläche des Elektromagneten einen Trog. Andererseits kann der Elektromagnet
auch so angeordnet werden (vgl. Abb. 6 bis 8), daß seine Pole nach unten gerichtet
sind, wobei das Gut in einen Trog d unter den Polen geschüttet wird. Das Gut kann
in bekannter Weise gezwungen werden, in jeder Richtung längs des Troges unter der
Wirkung einer Reihe von Stößen sich fortzubewegen.
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Der Trog kann in einigen Fällen auch wagerecht in der Ouerrichtung
sein, und die Trennung des beeinflußbaren Stoffes von der trägen Masse kann durch
eine Folge von dem Troge erteilten Stößen unterstützt werden.
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Wenn trockenes Gut verwandt wird und das Gut, wie in Abb.9 gezeigt,
durch ein endloses Band ia, das durch eine oder beide Scheiben o angetrieben wird,
geführt wird, wobei die beeinflußbare Masse a1 sich seitlich
bewegt
und auf eine der erwähnten Weisen entladen wird, so kann die beeinflußbare Masse
a bei Anordnung eines magnetischen Feldes, das sich von der Mitte nach jeder Seite
hin bewegt, und beim Gebrauch eines konkaven Bandes über jede Seite des Bandes,
wie in Abb. io gezeigt, entladen werden, während die beeinflußbar e Masse a1 in
der Mitte des Bandes, wohin sie strebt, über dein Kettenzug an einem Ende abgeführt
werden kann.
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Das Band n kann wie in Abb. i i flach und in der Längsrichtung mit
biegsamen Rippen oder Scheidewänden k versehen sein. Die getrennten Erzeugnisse
können über der vorderen Antriebsscheibe in geeignete Behälter entladen «-erden.
In diesem Falle «-erden sowohl das Band und der Magnet seitlich geneigt sein.
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Falls notwendig, kann das Band in jedem Falle geschüttelt oder gerüttelt
«-erden. toll die gewünschte Wirkung zu erleichtern.
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Abb. 12 zeigt eine Anordnung, die einer Verdoppelung der in Abb. 5
gezeigten entspricht. In diesem Falle «-erden die Windungen des Elektromagneten
e so verbunden, claß die beeinflußbare -lasse a1 von der -litte des Troges d aus
seitlich bewegt und an den Seiten des Troges entladen wird, während die träge -Masse
sich längs der -litte des Troges fortbewegt und in Berührung mit dem Elektromagneten
angebracht wird.
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Nach Abb.3 ist der Elektromagnet e mit einer geeigneten Windung für
zwei oder drei Phasen versehen, in Abb. 5, 6, 8 und i i für drei Phasen. Die Abb.
7 und io zeigen eine Zwe iphasenwindung. Die eine Phase wirkt auf den Mittelpol
und die andere Phase auf den rechten oder linken Pol.
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Es ist klar, daß sich der Erfindungsgedanke in verschiedenen Formen
Vera% irl;-lichen läßt. So kann man den Gegenstand der Erfindung mit Schüttelsieben,
Erz-@c-äschern, Sortierern tind ähnlichen Vorrichtungen verbinden, um seine Wirkung
zu verrößern.
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Die Erfindung kann auch dazu benutzt «-erden, beeinflußbare -lasse
abzusondern, um gereinigte oder konzentrierte träge -lasse zu erhalten.