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Verfahren und Vorrichtung zur magnetischen Aufbereitung von Mineralien
u. dgi. im Feldspalt zwischen zwei Magnetpolen und einer umlaufenden Walze Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur magnetischen Aufbereitung von Mineralien
und sonstigen Stoffen im Feldspalt zwischen zwei Magnetpolen und einer umlaufenden
Walze. Es sind Vorrichtungen solcher Art bekannt, bei welchen an der Stelle der
Zuführung des Roherzes oder der Abführung der nichtmagnetischen Gutsteile ein über
die ganze Länge der Walze durchgehender Schlitz in einem der Pole vorgesehen ist.
Dadurch tritt eine Unterbrechung oder Schwächung des Kraftflusses ein, so daß sich
die bereits angezogenen magnetischen Teilchen wieder loslösen können.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile durch ein Verfahren, welches
sich durch die Vereinigung verschiedener Maßnahmen kennzeichnet: Das Gut wird mittels
eines oder mehrerer Kanäle, die in Abständen nebeneinander durch einen der die Walze
umschließenden Polkörper hindurchgeführt sind und nahe der Walzenoberfläche münden
oder die in Aussparungen der Walze angeordnet sind, welche in Achsrichtung derselben
nur geringe Erstreckung haben, in einem oder mehreren schmalen Strömen dem Feldspalt
zugeführt; durch die im Feldspalt selbst angeordneten zusätzlichen Verteilungsmittel
wird dabei das Gut über die ganze Länge der Walze bzw. deren magnetisch wirksame
Bereiche verteilt, worauf die magnetischen Teilchen einerseits und die unmagnetischen
Teilchen andererseits im Gegen- oder Kreuzstrom abgeführt werden.
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Dadurch, daß die Zuführung des Gutes in den Feldspalt nicht mehr auf
die gesamte Breite der Walze gleichzeitig erfolgt, sondern lediglich in einem oder
mehreren in Abständen nebeneinander angeordneten Bereichen, die in Achsrichtung
der Walze geringe Erstreckung haben, wird die Schwächung des Kraftflusses auf die
Zuführungskanäle, d. h. auf eine oder mehrere Stellen geringer Erstreckung beschränkt.
Die von der Erfindung vorgesehene Art der Aufgabe bringt die Notwendigkeit mit sich,
im Feldspalt selbst zusätzliche Verteilungsmittel anzuordnen, welche das Gut über
die ganze Länge der Walze bzw. deren magnetisch wirksamen Bereich verteilen.
Damit
das Gut in der gewünschten Weise verteilt «,-erden kann, sind beispielsweise die
außerhalb des Bereiches der Zuführungskanäle liegenden Walzenteile mit Rippen versehen.
An sich hat man bereits Walzen für Magnetscheider mit Rippen ausgestattet, jedoch
waren diese Magnetscheider nicht mit Zuführungskanälen im Sinne vorliegender Erfindung
ausgestattet und daher auf der ganzen Länge mit Rippen- versehen.
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An Stelle von Rippen, welche in einer Ebene quer zur Walzenachse liegen,
hat nian bereits schräg gestellte oder nach Art der Pfeilverzahnung verlaufende
Rippen vorgesehen. Derart verlaufende Rippen sind bisher nur in Verbindung mit Magnetscheidern
anderer Bauart bekanntgeworden.
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Man hat auch bereits zum Verteilen des Gutes auf eine zwischen zwei
Polen umlaufende Walzen unmittelbar oberhalb des untenliegenden Poles einen Wasserkasten
angeordnet, in dessen Wasser die Walze eintaucht, und hat das Wasser zum Verteilen
des Gutes benutzt. Hierbei wird dein nach der Seite weit ausladenden Kasten das
Gut durch Zulauföffnungen in dem waagerecht abgebogenen Teil des oberen Polschenkels
zugeführt. Diese Anordnung hat aber nur Sinn, wenn die Zulauföffnungen parallel
der Walzenlänge große Erstreckung besitzen. Außerdem finden sich diese Öffnungen
in größerer Entfernung seitlich der Walze, so daß das Gut durch diese Öffnungen
im freien Fall in den weiter abgelegenen Seitenteil des Wasserkastens fallen kann.
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Bei anderen elektromagnetischen Naßscheidern mit einem unterhalb angeordneten
Glockenmagneten und einem oberhalb angeordneten drehbaren Polrad hat man durch das
Polrad hindurch Rohre geführt, deren obere Enden mit einer gemeinsamen konzentrisch
zur Drehachse verlaufenden Zuführungsrinne versehen sind. Die unteren Enden der
Rohre führen das zugeführte Gut in eine oben am Glockenmagneten befestigte Wanne,
welche zur Außenseite des Glockenmagneten hin Gefälle hat. Auch bei dieser Anordnung
münden demnach die durch das Polrad hindurchgeführten, verhältnismäßig schmalen
Kanäle oberhalb eines Auffangkastens, nicht aber in einen Feldspalt.
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Im übrigen kennt nian bereits Verfahren zur magnetischen Aufbereitung,
bei denen man Kreuz- oder Gegenstrom verwirklicht bzw. zu verwirklichen versucht
hat. So kennt man eine Magnetscheiderbauart mit umlaufender Walze, bei welcher das
Gut dein Feldspalt auf der ganzen Walzenlänge mittels einer schiefen Ebene zugeführt
wird. Bei dieser Bauart liegen die beiden Pole in der waagerechten Ebene, und es
besteht die Vorschrift, die Walze entgegengesetzt der Fallrichtung des Gutes zu
drehen. (feil aber das magnetische Gut im Feldspalt festgehalten wird, d. h. bei
dieser Anordnung auf der Walze nicht finit in den feldfreien Teil hochgeführt «-erden
kann, läßt sich bei der bekannten Anordnung die Gegenstromführung überhaupt nicht
praktisch verwirklichen.
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Die Kreuzstroinführung hat man bereits bei Scheidevorrichtungen verwirklicht,
bei denen man durch die bereits vorstehend als an sich bekannt angegebenen schraubengangartigen
Rippen den von den Magnetpolen festgehaltenen magnetischen Teilchen eine Bewegungskomponente
in Richtung der Achse erteilt.
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Ist eine in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verwertende Walze
in an sich bekannter Weise aus zwei oder mehreren mit Abständen hintereinanderliegenden
Abschnitten zusammengesetzt, so kann inan zweckmäßig die Zuführungskanäle bzw. Zuführungsöffnungen
in den ringförmigen Zwischenräumen der Walzenabschnitte anordnen.
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Man kann Vorrichtungen gemäß der Erfindung in an sich bekannter Weise
mit senkrecht oder annähernd senkrecht übereinander angeordneten Polen und einem
zwischen dein untenliegenden wirksamen Pol und der Walze angeordneten Schüttelblech
aus magnetischem oder unmagnetischem Werkstoff herstellen. Zweckmäßig besitzt in
diesem Fall das der Krümmung der Walze angepaßte Schüttelblech' in den ringförmigen
Zwischenräumen der Walzenabschnitte Leitflächen zur Verteilung des der Walze zugeführten
Gutes, so daß das nichtmagnetische Gut entgegengesetzt der Bewegungsrichtung der
Walze ausgetragen wird. Schüttelbleche zwischen der Walze und einem untenliegenden
Pol anzuordnen und der Krümmung der (falze anzupassen, ist bekannt; dagegen hat
man solche Schüttelbleche noch nicht mit Leitflächen für die Verteilung des aufzubereitenden
Gutes ausgestattet. Auch kennt man bereits Leitflächen in Dach- oder Kegelform zur
Weiterleitung und Verteilung des Gutes bei Aufbereitungsanlagen.
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Bei balliger Ausbildung der Walzenabschnitte erhalten die Pole oder
Polschuhe oder ein im Feldspalt angeordnetes Schüttelblech eine der balligen Walzenoberfläche
angepaßte Muldung. Die ballige Ausbildung der Walzenabschnitte bildet wieder ein
weitere: Mittel zur Verteilung des Gutes. Die ballige Ausbildung von Walzen ist
zu anderen Zwekken bekannt. Man hat ferner bereits vorgeschlagen, Schüttelbleche
mit einer der zylindrischen Außenfläche einer Ma gnetscheiderwalze angepaßten Form
zu verwenden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sollen die Pole
oder Polschuhe oder ein zwischengeschaltetes Schüttelblech in
den
Zwischenräumen zwischen den Walzenabschnitten zu dachartigen Leitflächen hochgezogen
werden.
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Die Magnetscheider nach der Erfindung können sowohl als Naßscheider
als auch als Trockenscheider gebaut werden. Bei der Ausbildung als Naßscheider kann
die Verteilung des Gutes und die Abführung der nichtmagnetischen Gutsteile durch
eine entsprechende Flüssigkeitsströmung unterstützt werden. Die einzelnen Walzenabschnitte
können dabei in besonderen Flüssigkeitsbehältern oder in einem gemeinsamen Flüssigkeitsbehälter
angeordnet sein.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke in verschiedenen Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Abb. i und 2 zeigen einen Magnetscheider im Querschnitt und Längsschnitt.
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Abb. 3 und .4 zeigen eine ähnliche Ausführungsform ebenfalls im Querschnitt
und Längsschnitt.
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Abb. 5 und 6 zeigen den Aufbau eines Magnetscheiders nach den Abb.
i und 2 für Trockenaufbereitung in Querschnitt und Draufsicht.
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Abb. 7 ist ein Querschnitt durch den Aufbau eines Magnetscheiders
für Maßaufbereitung.
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Abb. 8 bis io und ii bis 13 zeigen je eine weitere Ausführungsform
in Querschnitt, Draufsicht und°Längsschnitt.
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Abb. 14 bis 16 zeigen einen Magnetscheider für Maßaufbereitung im
Querschnitt, waagerechten Schnitt und senkrechten Längsschnitt.
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Abb. 17 zeigt einen Abschnitt eines Magnetscheiders für Maßaufbereitung.
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Abb. 18 und i9 zeigen eine Weiterbildung eines Magnetscheiders nach
den Abb. i.t bis 17 im Längsschnitt und teilweisen Querschnitt.
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Der Weg der urmagnetischen Teilchen ist in allen Abbildungen durch
einfache, derjenige der magnetischen Teilchen durch gefiederte Pfeile dargestellt.
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Zwischen den beiden Polen i und 2 ist die auf der Welle 3 befestigte
Walze-4 in Pfeilrichtung drehbar gelagert. Die Zuführung des aufzubereitenden Gutes
zu der Walze .4 erfolgt nach Abb. i bis 7 durch die schräg von oben durch den Pol
i hindurchgeführten Kanäle 5. Diese besitzen nur eine geringe Breite, so daß die
Unterbrechung des Kraftflusses auf einen verhältnismäßig geringen Teil der Walzenlänge
beschränkt wird. Die Verteilung des aufzubereitenden Gutes auf die Oberfläche der
Walze 4. kann in verschiedener Weise erfolgen. Bei der Ausführungsform nach Abb.
i und 2 ist die Oberfläche der Walze ,4 mit Rippen 6 nach Art einer Pfeilverzahnung
besetzt, wobei die in Drehrichtung der Walze zeigenden Pfeilspitzen das Gut von
den Kanälen 5 empfangen und gleichmäßig auf die beiderseits des Kanals 5 liegenden
Walzenseiten verteilen. Die magnetischen Teilchen des Gutes, welche sich dabei abscheiden,
bleiben an der Walze haften, werden von dieser mitgenommen und fallen bei 7 infolge
Unterbrechung des Kraftflusses durch die eigene Schwere ab. Das unmagnetische Gut
sinkt im Feldspalt durch die eigene Gewichtswirkung nach unten und wird durch das
Schüttelblech bei 8 ausgetragen. Die Regelung der Gutzufuhr kann entweder am Eintrag
durch nicht dargestellte - Mittel oder am Austrag durch den Schieber g geschehen.
Im letzteren Fall kann die Betriebsweise so gewählt werden, daß sich das Gut vom
Austrag bei 8 bis zum Einlaß zurückstaut. Durch diese Betriebsweise wird die Verteilung
des Gutes auf die Walzenlänge unterstützt.
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Die Ausführungsform der Abb. 3 und .I unterscheidet sich von derjenigen
nach Abb. i und 2 dadurch, daß die Walze 4 mit ringförmigen Rippen besetzt ist.
An der Stelle der Zuführungskanäle 5, d. h. in dem nicht wirksamen Bereich, fehlen
diese Rippen, so daß ringsum laufende Aussparungen io entstehen. In diesen Aussparungen
io ragen die am Pol i unterhalb des Kanals 5 angeordneten dachförmigen Leitflächen
i i hinein, welche das aufzubereitende Gut beiderseits der Einfüllkanäle 5 auf die
gesamte Oberfläche der Walze bzw. deren wirksame Bereiche verteilen. An Stelle der
ringförmigen Rippen können auch solche nach Art der Pfeilverzahnung treten.
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Die Führung der magnetischen und urmagnetischen Teilchen ist die gleiche
wie die der Abb. i und2, nur werden die magnetischen Teilchen zum Teil durch das
Schüttelblech 12 und zum anderen Teil bei 7 ausgetragen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
besitzt der Pol eine Formgebung, die den Rippen der Walze entspricht.
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In den Abb. 5 und 6 ist ein Trockenscheider nach den Abb. i und 2
dargestellt, bei welchem zwei getrieblich miteinander verbundene Walzen .4 verwendet
werden.
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Die Abb. 7 veranschaulicht eine ähnliche Ausführungsform für die Maßaufbereitung.
Die Walzen liegen hier vollständig unter dem Flüssigkeitsspiegel. Die Förderung
des aufzubereitenden-Gutes im Feldspalt kann durch eine entsprechend einzustellende
schwache Strömung der Flüssigkeit unterstützt werden.
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Um ein Festsetzen des aufzubereitenden Gutes in den Kanälen 5 zu verhindern,
können hier Mittel zur Erzeugung von Schwingungen oder Erschütterungen, namentlich
bei den Trockenscheidern, vorgesehen werden.
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Bei den Ausführungsformen nach den Abb. 8 bis 17 ist die Walze
a in Abschnitte 13 unterteilt,
zwischen welchen sich Ringräume 15
befinden. Die Zuführung des Gutes erfolgt durch besondere Kanäle 14., welche durch
die Ringräume 15 hindurchgeführt sind: Gemäß den Abb. S bis io ist in dem Feldspalt
ein Schüttelblech 16 vorgesehen, welches aus nichtmagnetischem oder magnetischem
Baustoff bestehen kann. Durch die Schwingbewegungen des Schüttelbleches wird das
aufzubereitende Gut befördert, insbesondere immer wieder gegen die Walzenoberfläche
geworfen und gleichzeitig auch auf die gesamte Walzenlänge verteilt. Zur Unterstützung
der Verteilung des Gutes sind auf dein Schütttelblech in den zwischen den Walzenabschnitten
13 befindlichen Ringräumen 1 5 noch dachartige Leitflächen ii vorgesehen.
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Besonders vorteilhaft kann die Verteilung des Gutes auf die Walzenlänge
geschehen, wenn die Walzenabschnitte 13 ballig geformt sind und das Schüttelblech
(Abb. io) oder der Pol bzw. besondere Polschuhe (Abb. 13) mit einer entsprechenden
Muldung versehen sind.
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Wie Abb. io veranschaulicht, kann hierbei das Schüttelblech 16 über
die gesamte Breite des Poles in dem Zwischenraum 15 zwischen den Walzenabschnitten
zu einer dachartigen Leitfläche 17 hochgezogen werden.
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Abb. 13 zeigt eine ähnliche Leitfläche, die durch entsprechende Formgebung
der Pole bzw. der Polschuhe selbst gebildet ist. Die Leitflächen 17 können auch
aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt werden.
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Die Pole bzw. Polschuhe können zur Erzielung einer Förderwirkung in
Schwingungen oder Erschütterungen versetzt werden. Ähnlich wie bei Abb. i können
die Oberflächen der Walzenabschnitte mit nach Art der Pfeilverzahnung verlaufenden
Rippen besetzt sein. Der Austrag des unmagnetischen Gutes erfolgt bei 8, während
die magnetischen Teilchen nach Verlassen des Kraftfeldes bei 7 abfallen und in Behältern
aufgefangen werden.
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Bei den mit einer Fördervorrichtung im Feldspalt ausgerüsteten Ausführungsform
ergibt sich eine dünnere Gutsschicht und ein geringerer Walzenverschleiß als bei
den Ausführungsformen, bei welchen der Feldspalt mehr oder weniger mit aufzubereitendem
Gut ausgefüllt ist.
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Den bisher beschriebenen Ausführungsforinen ist gemeinsam, daß die
magnetischen und nichtmagnetischen Teilchen sich im wesentlichen in Umfangsrichtung
der Walze, aber gegenläufig bewegen.
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Der Erfindungsgedanke ist aber auch so durchführbar, daß nur die magnetischen
Bestandteile in Umfangsrichtung, die nichtmagnetischen Gutsanteile dagegen in etwa
axialer, d. h. in Längsrichtung der Walze abgeführt werden. Ausführungsbeispiele
für solche Kreuzstromführung sind in den Abb. 14. bis ig dargestellt.
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Das Ausführungsbeispiel der Abb. 1.4 bis 16 zeigt einen Naßscheider,
bei welchem die auf derAchse 3 angeordneten Walzenabschnitte 13 konisch geformt
sind. Die Pole i und 2 sind dieser Form der Walzenabschnitte angepaßt. Dabei greift
der Pol 2 in die ringförmigen Zwischenräume 15 zwischen den Walzenabschnitten 13
hinein. Das Gut wird an der Stelle des kleinsten Walzendurchmessers aufgegeben 'und
wandert entsprechend dem größer werdenden Durchmesser auf der schrägen Fläche 18
des Poles i etwa in axialer Richtung zu dem zwischen den Polen befindlichen Austrag
ig. Die magnetischen Teilchen dagegen werden von der Walze in Umfangsrichtung mitgenommen
und durch den Austrag 2o abgeführt. Die Walzen sind zum Zwecke einer besseren Verteilung
des Gutes und zur Unterstützung der Förderung mit schraubenlinienartig verlaufenden
Rippen 21 besetzt.
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Die Walzenabschnitte werden von einem gemeinsamen Wassergefäß 22 umgeben
und durch Zwischenwände 23 in einzelne Abteile unterteilt.. Es kann jedoch entsprechend
der Abb. 17 jeder Walzenabschnitt mit einem besonderen Wassergefäß 22 versehen werden.
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Bei den Ausführungsformen der Abb. 18 und ig besteht jeder Walzenabschnitt
aus zwei konischen Körpern, welche sich mit ihrer kleinen Stirnfläche berühren oder
nahezu berühren. Bei Verschleiß der Profile ist hierbei leicht eine Nachstellung
möglich. Diese aus zwei Kegelstümpfen gebildeten Walzenabschnitte können selbstverständlich
auch aus einem Stück bestehen. Die Aufgabe des Gutes erfolgt durch die Kanäle 2.1
in der Mitte, also an der Stelle des kleinsten Durchmessers jedes Walzenabschnittes.
Das Gut wird durch die nach Art der Pfeilverzahnung von der Walzenmitte nach außen
schraubenförmig verlaufenden Rippen gleichmäßig auf beide Seiten verteilt.
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Durch eine schwache Flüssigkeitsströmung kann die Verteilung des Aufgabegutes
und die Abführung des unmagnetischen Gutes noch unterstützt werden.
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Werden die Scheider als Naßscheider betrieben, so bleibt die Walzenwelle
zweckmäßig oberhalb des Wasserspiegels, wie dies die Abb. 1.4 und ig zeigen.
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Bei allen Ausführungsformen der Erfindung können je nach den besonderen
Verhältnissen ein oder mehrere der beschriebenen Mittel für die Verteilung des Gutes
auf die Walzenoberfläche Verwendung finden. Es sind aber auch noch andere Mittel
für diese \'erte ilung denkbar.
Die Herstellung der Walze selbst
kann beliebig erfolgen, z. B. kann ein die Rinnen tragender Mantel auf die Welle
aufgeschoben werden. Die Rippen selbst können auch eine andere als die dargestellte
Form erhalten.
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Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Achse der Walze
waagerecht angeordnet. Es sind aber Fälle denkbar, in denen eine geringe Neigung
dieser Walzenachse angewendet werden kann. -