EP2242584A2 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von nichtmagnetischen erzen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von nichtmagnetischen erzen

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Publication number
EP2242584A2
EP2242584A2 EP09709543A EP09709543A EP2242584A2 EP 2242584 A2 EP2242584 A2 EP 2242584A2 EP 09709543 A EP09709543 A EP 09709543A EP 09709543 A EP09709543 A EP 09709543A EP 2242584 A2 EP2242584 A2 EP 2242584A2
Authority
EP
European Patent Office
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ore
magnetic
particles
pulp
particle agglomerates
Prior art date
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Ceased
Application number
EP09709543A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Diez
Imme Domke
Werner Hartmann
Hartmut Hibst
Wolfgang Krieglstein
Alexej Michailovski
Norbert Mronga
Michael Riebensahm
Wolfgang Schmidt
Thomas Servay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Siemens AG
Original Assignee
BASF SE
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE, Siemens AG filed Critical BASF SE
Priority to EP09709543A priority Critical patent/EP2242584A2/de
Publication of EP2242584A2 publication Critical patent/EP2242584A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/005—Pretreatment specially adapted for magnetic separation
    • B03C1/015—Pretreatment specially adapted for magnetic separation by chemical treatment imparting magnetic properties to the material to be separated, e.g. roasting, reduction, oxidation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/005—Pretreatment specially adapted for magnetic separation
    • B03C1/01—Pretreatment specially adapted for magnetic separation by addition of magnetic adjuvants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28—Magnetic plugs and dipsticks
    • B03C1/288—Magnetic plugs and dipsticks disposed at the outer circumference of a recipient
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/18—Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous recovery of non-magnetic ores from non-magnetic ore particles having pulp having a solids content of at least 30 percent by mass, wherein the pulp flows through a reactor in a flow direction, in particular flows continuously, wherein magnetic or magnetizable magnetic particles are fed to the pulp which form ore-magnetic particle agglomerates with the non-magnetic ore particles, wherein the ore-magnetic particle agglomerates are moved by means of a magnetic field in an accumulation region of the reactor, and wherein the ore-magnetic particle agglomerates are discharged from the accumulation region of the reactor, wherein the ore Magnetic particle agglomerates are separated into ore particles and magnetic particles.
  • the invention relates to an apparatus for the continuous recovery of non-magnetic ores from non-magnetic ore particles having a solids content of at least 30 percent by mass, with a reactor for receiving pulp, wherein magnetic particles are fed to the pulp with ore particles ore-magnetic particle agglomerates, magnetic field generating means configured to agitate ore magnetic particle agglomerates into at least one accumulation region of the reactor; and means for discharging the ore magnetic particle agglomerates from the at least one accumulation region into at least one accumulation region a device for separating the ore magnetic particle agglomerates into ore particles and magnetic particles.
  • a flotation cell becomes an ore-containing pulp, ie one Suspension of water, ground rock and crushed ore, fed. All non-soluble solids in the pulp form the solids content of the pulp, which is usually at least 30 percent by mass. As a rule, the solids content is higher than 30% by mass, in particular at least 40% by mass, since a flotation cell can only be operated in an economically sensible manner from these solids contents.
  • Ore particles hydrophobized in the suspension are hydrophobized in the suspension.
  • a gas usually air, is blown into the flotation cell. This leads to the formation of bubbles in the pulp.
  • the hydrophobicized ore particles adhere to the likewise hydrophobic bubbles and are transported to the surface.
  • a foam forms, which has a high ore content. This foam is removed from the pulp via foam drainage channels and processed further.
  • non-magnetic ores are recovered from a pulp using magnetic particles. These usually have a higher yield for the ore from the pulp, as the conventional flotation by flotation cell.
  • magnetic particles are adjusted in their properties, in particular the surface properties, so that they are selectively attached to the ore to be recovered. By means of a magnetic field, the ore adhering to the magnetic particles can then be removed from the pulp become.
  • Such methods are known, for example, from US 4,657,666 and US 3,926,789.
  • the object of the invention is to provide a method and a device with which a high yield in the production of ores can be achieved while the operation of the mine is made more economical and environmentally friendly.
  • the part of the object assigned to the method is achieved by a method of the type mentioned above, in which the separated magnetic particles are treated in such a way, in particular hydrophobized, that they form again ore magnetic particle agglomerates on renewed interaction with non-magnetic ore particles.
  • This method allows the recycling of magnetic particles.
  • the magnetic particles may be fed to the pulp before the pulp enters the reactor.
  • magnetite can be used as the magnetic particle.
  • any other magnetic or magnetizable magnetic particles or media / substances can also be used.
  • the magnetic particles fed to the pulp preferably have a surface to which non-magnetic ore particles can be selectively attached.
  • the provision of such a surface can be effected by a pretreatment, in particular chemical pretreatment, of the magnetic particles.
  • Magnet particles and ore particles bound thereto are referred to in this application as ore magnetic particle agglomerate.
  • the non-magnetic ore By forming ore magnetic particle agglomerates, the non-magnetic ore can be selectively moved in the pulp to a predetermined location or within a predetermined range by means of a magnetic field, since a force acts on the magnetic particle carrying the ore particles.
  • the magnetic field is designed such that the ore magnetic particle agglomerates collect in a predetermined accumulation area.
  • the accumulation area is at least one specific volume element of the reactor into which ore-magnetic particle agglomerates are selectively moved in or out by means of a magnetic field.
  • the ore magnetic particle agglomerates are then removed from the accumulation area and thus from the main stream of pulp.
  • Reactor is understood to mean a device section or the sum of those device sections in which an accumulation of ore-magnetic particle agglomerates takes place with the aid of at least one magnetic field.
  • the main stream is an accumulation-based pulse. penstrom, can be removed from the ore magnetic particle agglomerates.
  • the ore magnetic particle agglomerates are separated.
  • the separation products, i. Ore particles and magnetic particles are referred to as separate ore particles and separate magnetic particles.
  • a gentle separation of the ore magnetic particle agglomerates in ore particles and magnetic particles is particularly advantageous, since in a gentle separation usually the properties of the magnetic particles are not influenced too much by the separation process in an undesirable manner.
  • the process preferably takes place continuously, since continuous recovery of ore is possible under these circumstances.
  • the inventive method has the great advantage that the system a significantly reduced amount of Magnetparti- no, for example. Magnetite, must be supplied in order to achieve the same throughput and the same yield in the ore mining on the mine.
  • the invention makes it possible to recycle magnetic particles already used in the ore production, ie to recycle them, in particular in their original function.
  • the need for magnetic particles, which are to be fed to the plant, that is to be transported to the mine again, is therefore greatly reduced, for example by at least approximately one order of magnitude. This reduces both the transport costs and the purchase costs for the magnetic particles. It also conserves natural resources and substantially reduces the logistical problems of the mine. This leads to an increased profitability of the mine.
  • the required treatment is usually dependent on the previous separation step. If the agglomerates are separated in such a way that they are generally removed by corresponding process steps, i.
  • hydrophobization properties of the magnetic particles, in particular chemical surface properties or dimensions of the magnetic particles are undesirably influenced only to a slight extent by the ore extraction process, in particular the agglomeration process or the separation process, the treatment of the magnetic particles may be less intense in intensity than when the desired and adjusted properties of the magnetic particles are completely changed undesirably by the processes undergone by the magnetic particle.
  • an originally set hydrophobic surface property of the magnetic particles can be restored by "after" -hydrophobic bisation
  • properties of the separated magnetic particles in the treatment step can also be modified in a targeted manner in order to influence the subsequent ore extraction process with participation of these magnetic particles in a targeted manner.
  • the treatment of the magnetic particles also means the adjustment of the properties of the sum of magnetic particles, for example the setting of a desired particle size distribution of the separated magnetic particles or the like.
  • the separated magnetic particles are removed from an interaction region of the separated ore particles. This makes treatment of the separated magnetic particles particularly easy, since the separated ore particles do not interfere with the treatment of the magnetic particles.
  • the recovered separated ore can be further processed promptly after the separation of the ore magnetic particle agglomerates.
  • the ore magnetic particle agglomerates are moved into separate accumulation regions of the reactor by means of a plurality of magnetic fields successively following one another in the flow direction. This can further increase the yield. Due to the high viscosity of the pulp, as a rule not all ore magnetic particle agglomerates reach the first accumulation region in the flow direction.
  • extraction areas or separation areas ie Areas in which a force caused by a magnetic field moves ore magnetic particle agglomerates toward a predetermined accumulation area, the extraction rate for ore-magnetic particle agglomerates from the pulp is further increased.
  • the magnetic particles and / or the ore particles are hydrophobized.
  • the chemicals which can be used for hydrophobizing substances are known to the person skilled in the art.
  • By the hydrophobization of magnetic particles and / or ore particles can be achieved that magnetic particles and ore particles bind to each other.
  • This bond is the basis for an ore magnetic particle agglomerate in this embodiment.
  • other bonding mechanisms can be used which produce an ore magnetic particle agglomerate from the ore particles and magnetic particles present in the pulp.
  • the pulp flows through the reactor turbulent.
  • a turbulent flow can be adjusted, for example, via the flow rate or via a corresponding design of the reactor.
  • a turbulent flow of the pulp in contrast to a laminar flow has the advantage that magnetic field-free spaces in the extraction or separation area, which arise, for example, due to the magnet arrangement, are of little importance.
  • the turbulent flow makes it possible, for example, to select magnetic field arrangements in which the force on an ore magnetic particle agglomerate is on average maximum, but also - for example due to a magnet arrangement - power-field-free spaces may exist.
  • the ore magnetic particle agglomerates are continuously discharged into a collecting area by means of a magnetic field and / or fluidic measures. This achieves uniform operation.
  • a procedure is useful if the accumulation area is constantly A high density of ore magnetic particle agglomerates prevails. It can be provided for each accumulation area a separate collection area. Preferably, a plurality of accumulation areas are assigned to a collection area.
  • the ore magnetic particle agglomerates are discharged discontinuously into a collection area by means of a magnetic field and / or fluidic measures, in particular when a minimum amount of the accumulated ore magnetic particle agglomerates in the accumulation area is exceeded.
  • Continuous recovery of ores is possible by means of a discontinuous discharge, however, the ore magnetic particle agglomerates accumulated in a certain accumulation area are fed intermittently to one collecting area.
  • a discharge from the respective accumulation area is then carried out as soon as a definable minimum amount of ore magnetic particle agglomerates is present in the respective accumulation area.
  • different minimum amounts can be provided as a threshold value for initiating discharge from the respective accumulation area. It can be provided for each accumulation area a separate collection area. Preferably, a plurality of accumulation areas are assigned to a collection area.
  • ore magnetic particle agglomerates are separated into ore particles and magnetic particles by chemical, mechanical, acoustic and / or thermal processes. On the one hand, this facilitates the subsequent processing of the ore, since the previously usable devices for further processing can be maintained essentially unchanged.
  • the separation mechanism for the ore magnetic particle agglomerates is usually dependent on the selected bonding mechanism for the ore magnetic particle agglomerates.
  • the separation of magnetic particles and ore particles by means of ultrasound. Ultrasound is particularly suitable for the separation of ore-magnetic particle agglomerates in ore particles and magnetic particles, since it can be broken regardless of the chosen binding mechanism between ore particles and magnetic particles, a bond.
  • the pulp is recirculated to the magnet particles separated and treated by ore magnetic particle agglomerates.
  • the magnetic particles are thereby fed to the pulp such that they once again form ore magnetic particle agglomerates and that these ore magnetic particle agglomerates formed enter at least one magnetic field moving the ore magnetic particle agglomerates into an accumulation region.
  • magnetic particles are produced locally in the mine. As a result, it is possible to respond flexibly to the need for new magnetic particles and the economic utilization of the operation. Since not all of the magnetic particles fed to the pulp are generally recovered during the separation of the ore magnetic particle agglomerates, in particular are recovered in a functional manner, a proportion of new magnetic particles must generally always be used for the process according to the invention. These new magnetic particles can be provided in a particularly flexible and simple manner via a locally installed production plant. In particular, it is advantageous to arrange the production facility and the treatment facility spatially adjacent, magnetic particles being exchangeable between the production facility and the treatment facility or to combine these structurally.
  • the pulp flows through a plurality of separate, in the flow sense parallel flow channels, wherein the flow channels are each acted upon by a magnetic field which moves ore magnetic particle agglomerates in the respective flow channel in at least one accumulation region.
  • a state variable of the pulp is detected and the supply of magnetic particles and / or further additives, in particular means for hydrophobization of magnetic particles and / or ore particles, and / or the operation of at least one magnet based on the detected State variable controlled and / or regulated.
  • a variable can be used as a state variable, which has a significant influence on ore extraction.
  • an ore fraction in the pulp or ore fractions of different ores in the pulp, a size distribution of ore particles, a saturation measure for the formation of ore-magnetic particle agglomerates, a measure for the hydrophobization of the ore particles present in the pulp, and / or magnetic particles can be taken as the state variable become.
  • the magnetic particles are fed to the pulp before the pulp enters the reactor, in particular during or before a grinding operation for the grinding of ore.
  • a turbulent flow in the reactor which ensures that ore particles and magnetic particles bind to one another and thereby form ore magnetic particle agglomerates.
  • the mill grinds the ore to a desired particle size, and on the other hand, the mill simultaneously introduces a high mixing energy into the pulp.
  • the high-energy mixture of magnetic particles and ore particles thus leads to an improved formation of ore magnetite agglomerates, which leads to an increase in the ore yield in the reactor.
  • an additional mixture in addition to the possibly present turbulent flow, can be carried out before or during entry into the reactor.
  • the part of the object relating to the device is achieved by a device of the type mentioned at the beginning, with a treatment device designed to treat magnetic particles separated from ore magnetic particle agglomerates, wherein the separated magnetic particles are treatable with them so that the separated magnetic particles can be treated again Interact with non-magnetic ore particles again to form ore magnetic particle agglomerates.
  • a device is provided, by means of which the above-mentioned object is achieved.
  • the magnetic particles fed to the pulp can be fed into the device itself or can already be introduced into the pulp in an upstream process, for example during the grinding of the ore. If a supply of magnetic particles into the pulp in the device take place, the device preferably has a feed device for feeding magnetic particles into the pulp. This has the advantage that the amount of magnetic particles to be added - in order to obtain approximately the highest possible proportion of the ore particles in the pulp as ore magnetic particle agglomerates - is very easily adjustable.
  • the reactor is designed such that it can be flowed through by a definable pulp volume flow, preferably at least 7,000 cubic meters per hour, in particular 10,000 cubic meters per hour to 15,000 cubic meters per hour.
  • a definable pulp volume flow preferably at least 7,000 cubic meters per hour, in particular 10,000 cubic meters per hour to 15,000 cubic meters per hour.
  • the reactor is fluidically connected to the at least one collecting region.
  • the removal from the accumulation area is particularly easy to accomplish, since the hydrostatic pressure supports the removal of accumulated in the accumulation area ore magnetic particle agglomerates.
  • a fluidic connection of the collecting region with the accumulation region of the reactor is particularly advantageous in the case of continuous discharge of ore magnetic particle agglomerates from the accumulation region.
  • At least one separation device with ultrasound transmitters for emitting ultrasound is provided, the deliverable power of which can be set such that ore magnetic particle agglomerates can be separated into magnetic particles and ore particles.
  • a separation of the ore magnetic particle agglomerates into ore particles and magnetic particles can be efficiently supported or carried out in a particularly simple manner.
  • the reactor comprises a plurality of flow channels separated from each other and connected in parallel in terms of flow.
  • the majority of flow channels allow the basic principle of ore accumulation to be used for any desired high throughput.
  • the reactor can be standardized to a high degree. That Again and again, the same components are required for the flow channels and their operation. This leads to a cost reduction for the device. In addition, spare parts for maintenance are easier to obtain, or always in stock.
  • the reactor in such a way that it can be supplemented or expanded by additional flow channels for the accumulation of ore-magnetic particle agglomerates. If, for example, it is necessary to increase the throughput of a reactor, simply a corresponding number of flow channels, for example by flanging, can be fluidly connected to the reactor. As a result, for example, the throughput of the device can be increased or the failure of a part of the device can be compensated. Such an extension of the reactor, if necessary, can be carried out at full operation of the device. This increases the flexibility of the ore-winning device.
  • the number and / or the configuration of the plurality of flow channels is determined such that the following equation is satisfied: where Vmm soii is the minimum desired volume flow through the device, and Vi is the volume flow through the ith Flow channel, where i is an integer.
  • Volume flow is understood to mean the volume of pulp flowing through a reference volume of the reactor per unit time.
  • the number of flow channels for the device then results since the sum of the partial volume flows Vi is to reach or exceed a predetermined minimum desired volume flow V mm.
  • the desired minimum volume flow for coarse separation or coarse extraction of ore particle magnetic particle agglomerates is preferably at least 7000 cubic meters per hour (m 3 / h), preferably 10000 m 3 / h to 15000 m 3 / h. In this order of magnitude, an apparatus for coarse recovery of ores from a first-time pulp entering a reactor begins to operate economically.
  • Such ore-enriched streams are also considered pulp in this application.
  • the process of coarse mining of ore from a pulp and the process of concentrating ore by means of ore-enriched streams are provided in series.
  • the plurality of flow channels during the operation in essence borrowed from the same volume flow, and the number of flow channels is determined by: V mm should,. - n
  • Vmm soii is the minimum desired volume flow through the device
  • Vi is the volume flow through the ith
  • the plurality of flow channels each have means for generating an ore magnetic particle agglomerates in the magnetic field moving at least one accumulation region indicated by the respective flow channel. This is necessary so that the flow channels can be used for the accumulation of ore magnetic particle agglomerates. Only then will there be an actual increase in throughput with significant ore yield.
  • At least one flow channel of the plurality of flow channels on a closing element for opening and closing the at least one flow channel, so that in the closed state of the at least one flow channel associated closing element, the at least one flow channel not from the pulp can be flowed through.
  • This makes it possible, for example, to connect or disconnect flow channels in the reactor as needed, preferably by means of a control device.
  • valves permit expansion of the device through flow channels during full operation of the device.
  • a need may be present, for example, in the event of a defect in a previously operated flow channel or in the case of a maintenance measure for an operated flow channel. Possibly. There may also be a need in the expansion of the
  • Ore production ie an increase in throughput of the pulp, are, which can not be handled by the flow channels in operation.
  • the flow channels affected by a maintenance measure for example, are then closed with a closure device, such as a valve, while the ore production is continued by the use of further flow channels that have hitherto been closed and now open flow channels.
  • At least one flow channel can be closed by a closure element in such a way that, in the closed state, the closure element does not obstruct the pulp flow through respective other flow channels.
  • individual flow channels are removable from the rest of the reactor.
  • a rapid exchange of a flow channel or the means for generating a magnetic field can be made possible without the throughput of the device is too limited.
  • the device comprises a device for producing magnetic particles forming ore-magnetic-particle agglomerates on contact with ore particles. This makes it possible to respond flexibly to the consumption of magnetic particles. Corresponding planning for the production of the magnetic particles can be carried out as a function of the utilization, in particular of the planned powder throughput of the reactor.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an apparatus for obtaining non-non-magnetic ores from pulp containing nonmagnetic ore particles
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a separation region of a reactor
  • 3 shows a flowchart for illustrating an exemplary sequence of the method according to the invention.
  • the apparatus shown schematically in FIG. 1 for producing ore comprises a reactor 1 through which a pulp P flows.
  • the pulp P has a solids content of 30 to 60% by mass and is therefore highly abrasive.
  • the solid in the pulp is composed essentially of gait, i.
  • the pulp P is fed to the reactor 1 at a flow rate, so that a desired minimum pulp volume flow
  • Vmm soii is achieved by the reactor 1.
  • the desired minimum pulp volume flow Vmmsoii in the present exemplary embodiment is 135 m 3 per minute.
  • the pulp P entering the reactor 1 already has ore magnetic particle agglomerates, since the supply of magnetic particles and hydrophobizing agents has already taken place in an ore mill for grinding ore. As a result, a high mixing energy is introduced into the pulp P, which contributes to an improved formation of ore magnetic particle agglomerates.
  • sulfidic ores in particular copper sulfide or molybdenum sulfide, form the non-magnetic ore to be recovered.
  • the method or device can be used for a large number of non-magnetic ores, in particular for sulfidic ores and, if suitable hydrophobization chemistries are used, also for oxidic ores other ores, to be used.
  • a state variable for the pulp P is determined by means of a measuring device 18. State size of pulp P, recorded. In the present case, a mean proportion of ore particles not bound to magnetic particles in the pulp P is used as the state quantity.
  • any other state variable or combination of state variables for the pulp P affecting ore recovery e.g. Example, the total proportion of magnetic particles in the pulp, regardless of its binding state to the ore.
  • the strength of the magnetic field, in particular the coil current when using electromagnets is controlled and / or regulated on the basis of the detected state variable.
  • the measurement of the state variable preferably takes place in the flow direction in front of the reactor 1.
  • the reactor 1, in particular the magnets which it exhibits can be controlled in such a way that the operation of the reactor 1 and thus of the entire apparatus is optimized.
  • the pulp stream is passed in the present embodiment in a plurality of flow channels 10, 11, 12, 13 and 14.
  • the number of flow channels 10, 11, 12, 13 and 14 is chosen such that in total the desired minimum pulp volume flow Vmmsoii is achieved.
  • two further flow channels 8 and 9 are provided, which can be switched on if necessary by opening a valve 15 for ore production. Due to the abrasive medium that flows through the reactor, regular repair work is to be expected. By providing additional flow channels that can be opened during repair work, the plant can maintain its throughput. Despite the repair work, there are no economic losses due to downtimes.
  • a valve 15 ' has in the embodiment of the flow channel 12.
  • the flow channel 12 can be locked or closed, without affecting the other flow channels in their function.
  • all flow channels 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14 such a valve 15 'on.
  • the flow channel 12 has a releasable fastening device 15 "downstream of the valve 15 'in the flow direction, by means of which the flow channel can be detachably fastened to the remaining reactor 1.
  • all the flow channels have such a fastening device 15 ".
  • Such a fastening device 15 is particularly advantageous, since, for example, repair measures do not have to be carried out on site, but rather the affected flow channel, about the flow channel 12, can be conveyed to a workshop, while the rest of the device is operated.
  • a flow channel can be replaced particularly simply-for example due to a longer-lasting repair for a defective flow channel-by another flow channel during operation of the device by installing it in the reactor 1 at the location of the removed flow channel.
  • the valve 15 'associated with this flow channel is opened and the flow channel then installed contributes to ore extraction. As a result, throughput losses are avoided. Also, no downtime of the device occur.
  • a particularly simple replacement of an ore-suitable flow channel 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14 is possible if means 3 for generating a magnetic field relative to the flow channel 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14 are fixed and thus together with the flow channel can be mounted or removed.
  • all flow channels 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14 are structurally substantially identical. That If, for example, the flow channels 10, 11, 12, 13 and 14 are in operation, these generally also have the same volume flows.
  • a plurality of means 3 for generating magnetic fields are successively provided in each case in the flow direction.
  • the magnetic fields generated by the means 3 move the ore magnetic particle agglomerates contained in the pulp P into the respective accumulation areas 4 in the flow channels 10, 11, 12, 13 and 14, provided that a flow channel 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14 is traversed by pulp P.
  • the ore magnetic particle agglomerates accumulate within the accumulation region 4 of the reactor 1, and are then discontinuously, preferably guided by a magnetic field generated by separate means provided for this purpose - not shown in FIG Collection area 5 out.
  • the ore magnetic particle agglomerates are discharged into a plurality of collection areas 5.
  • adjacent flow channels such as flow channel 12, 13 and 14, empty their accumulation areas 4 into a common collection area 5.
  • the ore magnetic particle agglomerates are separated into ore particles and magnetic particles.
  • One way of separating the ore magnetic particle agglomerates is to use high power ultrasound to disrupt the surface bonding of the ore particles and the magnetic particles.
  • the ultrasound is irradiated by means of an ultrasonic transmitter with a correspondingly high power in the collection area 5 or in the separator 6.
  • the advantage of using ultrasound is that ore and magnetic particle bonds can be broken regardless of their binding mechanism.
  • nonpolar suspending agents into which the ore magnetic particles are added has been considered Particularly gentle for the separation of ore magnetic particle agglomerates in ore particles and magnetic particles proved.
  • the ore magnetic particle agglomerates into ore particles and magnetic particles carried out in the separating device 6 in the exemplary embodiment it is possible to ensure that magnetic particles can be recycled and, if appropriate, fed back to the feeding device 2. Furthermore, the ore particles obtained from the separation can be further processed conventionally in a further processing device 20.
  • the separated magnetic particles are guided by the separation device 6 to a treatment device 16 '. If necessary, the magnetic particles are analyzed there and treated in such a way that they re-form ore magnetic particle agglomerates when they are reintroduced into the pulp P.
  • the treatment step is necessary in order to achieve a correspondingly high binding effect on the recovered ore from the pulp P, even for the recycled magnetic particles. If the treatment step were omitted, a higher concentration of magnetic particles in the pulp would be required to achieve the same ore yield from the pulp P. However, under this condition, the mass fraction of the magnetic particles in the mass fraction of the pulp would increase, which in turn is negative for the throughput of ore through the device or the reactor 1, if the hydrodynamic properties in the reactor 1 should remain essentially unchanged.
  • the device comprises means 16 for producing magnetic particles, preferably with a particle size of less than 5 micrometers, wherein the magnetic particles form ore magnetic particle agglomerates on contact with ore particles.
  • separation of ore particles and magnetic particles can be achieved by means of the separator 6, it is If necessary, it is not expedient to feed all the magnetic particles again to the pulp P, for example with the feed device 2. In particular, due to the separation process, there may be degenerative phenomena on the surface or reduction in the particle size of the magnetic particles, which lead to the yield of ore from the pulp decreases when using such magnetic particles.
  • Magnetic particles to recover 100 percent of the magnetic particles Preferably, therefore, a certain proportion of magnetic particles is continuously re-introduced into the device to replace the magnetic particle loss in the separation step.
  • a corresponding device 16 for the production of magnetic particles is particularly advantageous.
  • Such a device is preferably used to produce magnetic particles with particle sizes smaller than 5 microns, since they are economically producible.
  • preferably ground natural magnetite is preferably used, which preferably can be fed directly to the treatment device 16 '. This is indicated in FIG. 1 by an arrow in the direction of the treatment device 16 '.
  • the newly introduced into the device magnetic particles are then treated in the treatment device 16 'so that the desired properties of the magnetic particles are adjusted.
  • the properties of the magnetic particles newly introduced into the device are adjusted in such a way that they bind to the ore present in the pulp and form ore magnetic particle agglomerates.
  • the feed device is connected directly to the treatment device 16 'and possibly to the device 16 for producing magnetic particles.
  • FIG 2 shows a section of a flow channel, for example of the flow channel 10.
  • Mean 3 Near or on the flow channel means 3 are arranged for generating a magnetic field, wherein the means 3 are formed such that the magnetic field ore-magnetic particle agglomerates in an accumulation area 4 of the Flow channel 10 moves.
  • means 3 'for generating a magnetic field for the magnetic removal of the ore magnetic particle agglomerates from the accumulation area 4 are present.
  • the discharge device 7, comprising the means 3 'and an unspecified fluid guide, is fluidically connected to the reactor 1, in particular to the flow channel, as well as to a collecting region, not shown in FIG 2.
  • the means 3 'of the discharge device are designed in such a way that they exert a force on the ore magnetic particle agglomerates present in the accumulation region 4, which specifically exert these in the reactor 1 or the respective one Flow channel 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14 to the collecting area 5 extending fluid guide directs.
  • the discharge into the fluid guide can optionally be additionally supported by a negative pressure in the fluid guide.
  • the fluid guide may have means for closing the fluid guide. The fluid guide is only opened with the aid of the means for closing the fluid guide, if a minimum amount of ore magnetic particle agglomerates is present in the accumulation region 4. Furthermore, the opening of the fluid guide is in tune with the means 3 ', which exert the force on the ore magnetic particle agglomerates.
  • a continuous discharge of the ore magnetic particle agglomerates can take place by constantly guiding or guiding ore magnetic particle agglomerates out of the pulp P into the collection region or into the fluid conduit.
  • FIG. 3 shows a flowchart for illustrating the schematic sequence of an exemplary method for obtaining non-magnetic ores.
  • the process assumes that pulp can be fed into the reactor shown in FIG. 1 and pulp is provided for the production of non-magnetic ores.
  • a first method step 100 the reactor is flowed through with pulp.
  • the throughput of the pulp in the reactor set in method step 100 is preferably carried out almost simultaneously with method step 101, in which the flow of the pulp through the reactor is set to be turbulent.
  • This has the advantage that there is a high thorough mixing of the pulp, and also magnetic field-free spaces with little spatial expansion, possibly generated by the means for generating a magnetic field, which present in the pulp at this time ore magnetic particle agglomerates moved an accumulation area of the reactor, lower or no have an interest in ore production.
  • Magnetic field-free spaces may be required to enhance the force distribution, which is represented as FbbB, where F is the force and B is the magnetic flux density in the reactor.
  • the turbulent flow through the reactor can be generated, for example, by setting a correspondingly high flow rate of the pulp.
  • Structural measures on the reactor are also suitable for causing vortices in the pulp.
  • At least one state variable of the pulp is measured, which influences the ore extraction, in particular the yield of the ore production.
  • This may be, for example, a mean ore particle size.
  • the concentration and / or a spatial distribution of magnetic particles in the pulp is detected, and that, depending on the detected concentration and / or distribution, the operation of at least one magnet of the reactor 1 is controlled and / or regulated.
  • the pulp was already in an ore mill, during the grinding of the ore, with magnetic particles and
  • a next method step 106 the ore magnetic particle agglomerates present in the pulp are moved in each flow channel through which the pulp flows by means of a plurality of magnetic fields which follow one another in the flow direction into the existing accumulation regions of the respective flow channel.
  • the ore magnetic particle agglomerations are discharged discontinuously in a process step 108 or continuously in a process step 109. Whether a discontinuous or continuous discharge is to take place from a certain accumulation area is decided in a method step 107. From the accumulation area, the ore magnetic particle agglomerates are guided into a collection area.
  • the ore magnetic particle agglomerates are separated into ore particles and magnetic particles in a method step 110 by means of chemical, mechanical, acoustic and / or thermal methods.
  • the magnetic particles can be at least partially recycled in a method step 111.
  • a corresponding treatment or treatment takes place of at least a portion of the magnetic particles, so that they can again form ore magnetic particle agglomerates, if these pulp containing the ore are supplied.
  • the reusable magnetic particles are preferably supplemented by a proportion of new magnetic particles introduced into the device to reduce magnetic particle losses during the ore recovery process, including the separation. process of the ore magnetic particle agglomerates.
  • the procedure can be terminated if necessary. This is queried in a method step 112. However, since it is a continuous ore recovery process, the process is preferably carried out permanently

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einer nichtmagnetische Erzpartikel aufweisenden Pulpe (P) mit einem Feststoffanteil von wenigstens 30 Massenprozent, wobei die Pulpe (P) einen Reaktor (1) in Strömungsrichtung durchströmt (100), insbesondere kontinuierlich durchströmt (100), wobei der Pulpe (P) magnetische oder magnetisierbare Magnetpartikel zugeführt (103) werden, welche mit den nichtmagnetischen Erzpartikeln Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden, wobei die Erz- Magnetpartikel-Agglomerate mittels eines Magnetfelds in einen Akkumulationsbereich (4) des Reaktors (1) bewegt (106) werden, und wobei die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Akkumulationsbereich (4) des Reaktors (1) abgeführt (108, 109) werden, wobei die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel getrennt (110) werden. Indem die getrennten Magnetpartikel derart behandelt (111), insbesondere hydrophobisiert, werden, dass diese bei erneuter Wechselwirkung mit nichtmagnetischen Erzpartikeln erneut Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden wird eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt, mit welchen eine hohe Ausbeute bei der Gewinnung von Erzen erreicht werden kann und dabei der Betrieb der Mine wirtschaftlicher und umweltfreundlicher gestaltet wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einer nichtmagnetische Erzpartikel aufweisenden Pulpe mit einem Feststoffanteil von wenigstens 30 Massenprozent, wobei die Pulpe einen Reak- tor in einer Strömungsrichtung durchströmt, insbesondere kontinuierlich durchströmt, wobei der Pulpe magnetische oder magnetisierbare Magnetpartikel zugeführt werden, welche mit den nichtmagnetischen Erzpartikeln Erz-Magnetpartikel- Agglomerate bilden, wobei die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate mittels eines Magnetfelds in einen Akkumulationsbereich des Reaktors bewegt werden, und wobei die Erz-Magnetpartikel- Agglomerate aus dem Akkumulationsbereich des Reaktors abgeführt werden, wobei die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel getrennt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einer nichtmagnetische Erzpartikel aufweisenden Pulpe mit einem Feststoffanteil von wenigstens 30 Massenprozent, mit einem zur Aufnahme von Pulpe dienenden Reaktor, wobei der Pulpe mit Erzpartikeln Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bildende Magnetpartikel zugeführt sind, mit Mitteln zur Erzeugung eines Magnetfeldes, welches derart ausgestaltet ist, dass Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in wenigstens einen Akkumulationsbereich des Reaktors bewegt werden, und mit einer Einrichtung zur Abführung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem wenigstens einen Akkumulationsbereich in wenigstens einen Sammelbereich, mit einer Einrichtung zur Trennung der Erz-Magnetpartikel- Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel.
Zur Gewinnung von Erzen aus im Bergbau abgebauten erzhaltigem Schüttgut werden heute häufig Flotationszellen eingesetzt. Einer Flotationszelle wird eine erzhaltige Pulpe, d.h. eine Suspension aus Wasser, gemahlenem Gestein und gemahlenem Erz, zugeführt. Alle nichtlöslichen Feststoffe in der Pulpe bilden den Feststoffanteil der Pulpe, welcher in der Regel bei mindestens 30 Massenprozent liegt. In der Regel liegt der Fest- Stoffanteil höher als 30 Massenprozent, insbesondere bei mindestens 40 Massenprozent, da erst ab diesen Feststoffanteilen eine Flotationszelle wirtschaftlich sinnvoll betrieben werden kann .
Durch die Zugabe von entsprechenden Chemikalien werden die
Erzpartikel in der Suspension hydrophobisiert . In die Flotationszelle wird ein Gas, in der Regel Luft, eingeblasen. Es kommt zur Ausbildung von Bläschen in der Pulpe. Die hydropho- bisierten Erzpartikel haften an den ebenfalls hydrophoben Bläschen an und werden an die Oberfläche transportiert. Dort bildet sich ein Schaum aus, welcher einen hohen Erzgehalt aufweist. Dieser Schaum wird über Schaumablaufrinnen aus der Pulpe entfernt und weiterverarbeitet.
Nachteil dieser Lösung ist es, dass die entstehenden Bläschen schwer zu kontrollieren sind. Ferner ist die Dauer, bis der erzreiche Schaum aus dem Pulpenreservoir in die Schaumablaufrinne gelangt, aufgrund der hohen Viskosität der Pulpe relativ hoch. Dies führt dazu, dass an den Bläschen anhaftende Erzpartikel durch Wechselwirkungen von Luftbläschen untereinander wieder verloren gehen können. Dadurch wird die Ausbeute der Flotationszelle verringert.
In einer alternativen Variante der Erzgewinnung werden nicht- magnetische Erze mit Hilfe von Magnetpartikeln aus einer Pulpe gewonnen. Diese weisen in der Regel eine höhere Ausbeute für das Erz aus der Pulpe auf, als die herkömmlichen Flotationsverfahren mittels Flotationszelle. Bei dieser alternativen Variante werden magnetische Partikel in ihren Eigenschaften, insbesondere der Oberflächeneigenschaften, derart eingestellt, so dass diese sich selektiv an das zu gewinnende Erz anlagern. Mittels eines Magnetfelds kann dann das an den magnetischen Partikeln anhaftende Erz aus der Pulpe entfernt werden. Derartige Verfahren sind bspw. aus US 4,657,666 und US 3, 926,789 bekannt.
Nachteil dieser Verfahren ist es, dass große Mengen an Mag- netpartikeln relativ zur Menge des zu gewinnenden Erzes bereitgestellt werden müssen. Dies erfordert einen hohen logistischen Aufwand und kann bis zur Unwirtschaftlichkeit der Anlage führen.
Zur weiteren Verdeutlichung des Problems, wird nachfolgendes Beispiel angeführt. In einer typischen Mine werden in der Regel pro Stunde mehrere 1000t Schüttgut abgearbeitet. Diesem abgebauten Schüttgut muss der Wertstoff, z.B. Erz, entzogen werden. Das Schüttgut enthält häufig im Mittel ca. 1% bis 2% an zu gewinnendem Erz. Da das Verhältnis von Erz und Magnetpartikel bei der Gewinnung von Erz mittels magnetischer Separation ungefähr in derselben Größenordnung liegt, werden somit etwa 10t bis 100t Magnetpartikel pro Stunde benötigt, d.h. 240t bis 2400t pro Tag. Dies bedeutet, dass die Mine ca. 10 bis 100 Lkw-Ladungen Magnetpartikel pro Tag benötigt, um den Erzgewinnungsprozess aufrechterhalten zu können. Hinzu kommen Umweltbelastungen durch die „verbrauchten" Erzpartikel. Hierdurch werden erhebliche Kosten verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen eine hohe Ausbeute bei der Gewinnung von Erzen erreicht werden kann und dabei der Betrieb der Mine wirtschaftlicher und umweltfreundlicher gestaltet wird.
Der dem Verfahren zugeordnete Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, indem die getrennten Magnetpartikel derart behandelt, insbesondere hydro- phobisiert, werden, dass diese bei erneuter Wechselwirkung mit nichtmagnetischen Erzpartikeln erneut Erz-Magnetpartikel- Agglomerate bilden.
Dieses Verfahren erlaubt die Wiederverwertung von Magnetpartikeln. Damit kann der Aufwand für die Bereitstellung und Zu- führung neuer Mengen an Magnetpartikeln in die Anlage erheblich verringert werden.
Die Magnetpartikel können der Pulpe bereits vor Eintritt der Pulpe in den Reaktor zugeführt sein. Als Magnetpartikel kann bspw. Magnetit verwendet werden. Es können jedoch auch beliebige andere, magnetische oder magnetisierbare Magnetpartikel bzw. Medien/Stoffe zum Einsatz kommen.
Die der Pulpe zugeführten Magnetpartikel weisen vorzugsweise eine Oberfläche auf, an welche sich selektiv nichtmagnetische Erzpartikel anlagern können. Die Bereitstellung einer solchen Oberfläche kann durch eine Vorbehandlung, insbesondere chemische Vorbehandlung, der Magnetpartikel erfolgen. Magnetparti- kel und daran gebundene Erzpartikel werden im Rahmen dieser Anmeldung als Erz-Magnetpartikel-Agglomerat bezeichnet.
Indem sich Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden, kann das nichtmagnetische Erz mittels eines Magnetfelds gezielt in der Pulpe an einen vorbestimmten Ort bzw. in einen vorbestimmten Bereich bewegt werden, da auf die die Erzpartikel tragenden Magnetpartikel eine Kraft wirkt.
Das Magnetfeld ist dabei derart ausgebildet, dass sich die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in einen vorbestimmten Akkumulationsbereich sammeln. Beim Akkumulationsbereich handelt es sich um wenigstens ein bestimmtes Volumenelement des Reaktors, in das gezielt mittels eines Magnetfelds Erz-Magnetpartikel-Agglomerate hinein- bzw. hindurchbewegt werden.
Aus dem Akkumulationsbereich und damit aus dem Hauptstrom der Pulpe werden dann die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate entfernt. Unter Reaktor wird ein Vorrichtungsabschnitt oder die Summe derjenigen Vorrichtungsabschnitte verstanden, in wel- ehern eine Akkumulation von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten mit Hilfe wenigstens eines Magnetfelds stattfindet. Der Hauptstrom ist ein den Akkumulationsbereich basierender Pul- penstrom, aus dem Erz-Magnetpartikel-Agglomerate entfernt werden können.
Anschließend werden die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate ge- trennt. Die Trennungsprodukte, d.h. Erzpartikel und Magnetpartikel, werden als getrennte Erzpartikel und getrennte Magnetpartikel bezeichnet. Für das vorliegende Verfahren ist eine schonende Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel besonders vorteilhaft, da bei einer schonenden Trennung in der Regel die Eigenschaften der Magnetpartikel nicht zu sehr durch den Trennungsprozess in unverwünschter Weise beeinflusst werden.
Das Verfahren findet vorzugsweise kontinuierlich statt, da unter diesen Umständen eine kontinuierliche Gewinnung von Erz möglich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den großen Vorteil, dass der Anlage eine erheblich verringerte Menge an Magnetparti- kein, bspw. Magnetit, zugeführt werden muss, um den gleichen Durchsatz und die gleiche Ausbeute bei der Erzgewinnung auf der Mine zu erzielen. Die Erfindung erlaubt es, bereits bei der Erzgewinnung eingesetzte Magnetpartikel wiederzuverwer- ten, d.h. zu recyceln, insbesondere in ihrer ursprünglichen Funktion. Der Bedarf an Magnetpartikeln, welche der Anlage neu zuzuführen sind, sprich neu auf die Mine transportiert werden müssen, ist daher stark, etwa um mindestens ca. eine Größenordnung, verringert. Dies senkt sowohl die Transportkosten als auch die Einkaufskosten für die Magnetpartikel. Auch werden dadurch natürliche Ressourcen geschont sowie die logistischen Probleme der Mine in erheblichem Maße verringert. Dies führt zu einer erhöhten Wirtschaftlichkeit der Mine. Sowohl von der Resourcenschonung, als auch von dem verringerten logistischen Aufwand profitiert die Umwelt, deren Schutz zunehmend durch Umweltauflagen für Minenbetreiber thematisiert wird und deren Einhaltung ebenfalls Kosten verursacht . Diese Vorteile werden erzielt, indem die Magnetpartikel nach der Trennung bzw. Spaltung der Erzmagnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel derart behandelt werden, dass diese erneut zur Erzgewinnung, insbesondere zur Ausbil- düng von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten, eingesetzt werden können. Die Behandlung kann chemisch, thermisch, mechanisch oder auf andere Art und Weise erfolgen.
Die erforderliche Behandlung ist in der Regel abhängig vom vorhergehenden Trennungsschritt. Erfolgt die Trennung der Ag- glomerate derart, dass die in der Regel durch entsprechende Verfahrensschritte, d.h. etwa Hydrophobisierung, Eigenschaften der Magnetpartikel, insbesondere chemische Oberflächeneigenschaften oder Abmessungen der Magnetpartikel, nur in ge- ringem Maße durch den Erzgewinnungsprozess, insbesondere den Agglomerationsprozess bzw. den Trennungsprozess in unerwünschter Weise beeinflusst werden, kann die Behandlung der Magnetpartikel in ihrer Intensität geringer ausfallen, als wenn die gewünschten und eingestellten Eigenschaften der Mag- netpartikel vollständig durch den vom Magnetpartikel durchlaufenen Prozesse in unerwünschter Weise geändert werden.
Im Idealfall muss keine Behandlung der verwendeten Magnetpartikel nach der Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate erfolgen. In diesem Fall ist die vormals eingestellte Eigenschaft der Magnetpartikel noch in vollem Umfang vorhanden und sollen auch so beibehalten werden. In diesem Fall besteht die Behandlung der Magnetpartikel in einer Nichtbehandlung der Magnetpartikel, da die Magnetpartikel noch die erforderlichen Eigenschaften aufweisen.
In der Praxis ist dies jedoch aufgrund der Wechselwirkungsprozesse in der Pulpe, etwa Reibung, Stöße, nebengeordnete chemische Prozesse, usw., eher unwahrscheinlich. In der Regel ist stets zumindest ein gewisser Mindestanteil an Magnetpartikeln zu behandeln, um den Erzgewinnungsprozess auf hoher Ausbeute zu halten. Dem Fachmann stehen sämtliche Möglichkeiten zur Verfügung, die gewünschten Eigenschaften der einzelnen Magnetpartikel nach der Trennung erfindungsgemäß einzustellen.
So kann etwa eine ursprünglich eingestellte hydrophobe Oberflächeneigenschaft der Magnetpartikel durch „nach"-hydropho- bisieren wieder hergestellt werden
Alternativ können jedoch Eigenschaften der getrennten Magnet- partikel in dem Behandlungsschritt auch gezielt verändert werden, um den nachfolgenden Erzgewinnungsprozess unter Beteiligung dieser Magnetpartikel gezielt zu beeinflussen.
Auch ist unter der Behandlung der Magnetpartikel die auch die die Einstellung der Eigenschaften der Summe an Magnetpartikeln zu verstehen, etwa die Einstellung einer gewünschten Korngrößenverteilung der abgetrennten Magnetpartikel oder ähnliches .
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die getrennten Magnetpartikel aus einem Wechselwirkungsbereich der getrennten Erzpartikel entfernt. Dadurch wird eine Behandlung der getrennten Magnetpartikel besonders einfach, da die getrennten Erzpartikel bei der Behandlung der Magnet- partikel nicht stören. Zudem kann das gewonnene getrennte Erz zeitnah nach der Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate weiter prozessiert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate mittels einer Mehrzahl an in Strömungsrichtung nacheinander folgenden Magnetfeldern in voneinander getrennte Akkumulationsbereiche des Reaktors bewegt. Dadurch kann die Ausbeute weiter gesteigert werden. Aufgrund der hohen Viskosität der Pulpe gelangen in der Regel nicht alle Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in den in Strömungsrichtung ersten Akkumulationsbereich. Durch die Verwendung einer Mehrzahl an in Strömungsrichtung nacheinander folgenden Extraktionsbereichen bzw. Separationsbereichen, d.h. Bereiche, in welchen eine durch ein Magnetfeld verursachte Kraft Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Richtung eines vorbestimmten Akkumulationsbereichs bewegt, wird die Extraktionsrate für Erz-Magnetpartikel-Agglomerate aus der Pulpe weiter erhöht .
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Magnetpartikel und/oder die Erzpartikel hydrophobisiert . Die zu einer Hydrophobisierung von Stoffen verwendbaren Che- mikalien sind dem Fachmann bekannt. Durch die Hydrophobisierung von Magnetpartikeln und/oder Erzpartikeln kann erreicht werden, dass Magnetpartikel und Erzpartikel aneinander binden. Diese Bindung ist in dieser Ausführungsform Grundlage für ein Erz-Magnetpartikel-Agglomerat . Jedoch können auch an- dere Bindungsmechanismen verwendet werden, welche ein Erz- Magnetpartikel-Agglomerat aus den in der Pulpe vorliegenden Erzpartikeln und Magnetpartikeln erzeugen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung durchströmt die Pulpe den Reaktor turbulent. Eine turbulente Strömung kann bspw. über die Fließgeschwindigkeit oder über eine entsprechende Ausbildung des Reaktors eingestellt werden. Eine turbulente Strömung der Pulpe hat im Gegensatz zu einer laminare Strömung den Vorteil, dass magnetfeldfreie Räume im Extraktions- bzw. Separationsbereich, welche bspw. aufgrund der Magnetanordnung entstehen, kaum von Bedeutung sind. Die turbulente Strömung erlaubt es beispielsweise, Magnetfeldanordnungen zu wählen, bei denen die Kraft auf ein Erz-Magnetpartikel-Agglomerat im Mittel maximal ist, jedoch auch - etwa durch eine Magnetanordnung bedingt - kraftfeldfreie Räume existieren dürfen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate kontinuierlich mit- tels eines Magnetfeldes und/oder strömungstechnischer Maßnahmen in einen Sammelbereich abgeführt. Dadurch wird ein gleichmäßiger Betrieb erreicht. Eine derartige Vorgehensweise ist dann zweckmäßig, wenn im Akkumulationsbereich ständig ei- ne hohe Dichte an Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten herrscht. Es kann für jeden Akkumulationsbereich ein eigener Sammelbereich vorgesehen sein. Vorzugsweise sind mehrere Akkumulationsbereiche einem Sammelbereich zugeordnet.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung werden die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate mittels eines Magnetfeldes und/oder strömungstechnischer Maßnahmen diskontinuierlich, insbesondere bei Überschreiten einer Mindestmenge der akkumu- lierten Erz-Magnetpartikel-Agglomerate im Akkumulationsbereich, in einen Sammelbereich abgeführt. Durch eine diskontinuierliche Abführung ist eine kontinuierliche Gewinnung von Erzen möglich, jedoch werden einem Sammelbereich jeweils stoßweise die in einem bestimmten Akkumulationsbereich akku- mulierten Erz-Magnetpartikel-Agglomerate zugeführt. Vorzugsweise wird dann eine Abführung aus dem jeweiligen Akkumulationsbereich durchgeführt, sobald eine festlegbare Mindestmenge an Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten in dem jeweiligen Akkumulationsbereich vorliegt. Für verschiedene Akkumulationsberei- che, insbesondere in Strömungsrichtung nacheinander folgende Akkumulationsbereiche, können verschiedene Mindestmengen als Schwellwert zur Einleitung einer Abführung aus dem jew. Akkumulationsbereich vorgesehen werden. Es kann für jeden Akkumulationsbereich ein eigener Sammelbereich vorgesehen sein. Vorzugsweise sind mehrere Akkumulationsbereiche einem Sammelbereich zugeordnet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden Erz-Magnetpartikel-Agglomerate durch chemische, mechanische, akustische und/oder thermische Verfahren in Erzpartikel und Magnetpartikel getrennt. Dies erleichtert einerseits die nachfolgende Verarbeitung des Erzes, da die bisher verwendbaren Vorrichtungen zur Weiterverarbeitung im Wesentlichen unverändert beibehalten werden können. Der Trennungsmechanismus für die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate ist in der Regel abhängig von dem gewählten Bindungsmechanismus für die Erz- Magnetpartikel-Agglomerate . In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung erfolgt die Trennung von Magnetpartikeln und Erzpartikeln mittels Ultraschall. Ultraschall eignet sich besonders zur Trennung von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten in Erzpartikel und Magnetpartikel, da mittels diesem unabhängig vom gewählten Bindungsmechanismus zwischen Erzpartikel und Magnetpartikel eine Bindung aufgebrochen werden kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der Pulpe die von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten abgetrennten und behandelten Magnetpartikel erneut zugeführt. Die Magnetpartikel werden dabei der Pulpe derart zugeführt, dass diese erneut Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden und dass diese gebildeten Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in we- nigstens ein die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in einen Akkumulationsbereich bewegendes Magnetfeld gelangen. Diese Wiederverwertung führt zu einer drastischen Reduzierung der Kosten für den Anlagenbetreiber. Eine möglichst hohe Recyclingrate bzw. Wiederverwertungsrate für die Magnetpartikel ist daher anzustreben.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass Magnetpartikel vor Ort in der Mine hergestellt werden. Dadurch kann flexibel auf den Bedarf an neuen Magnetpartikeln und die wirtschaftliche Aus- lastung des Betriebs reagiert werden. Da in der Regel nicht alle der Pulpe zugeführten Magnetpartikel bei der Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate zurückerhalten werden, insbesondere funktionstüchtig zurückerhalten werden, muss in der Regel stets ein Anteil neuer Magnetpartikel für das er- findungsgemäße Verfahren verwendet werden. Diese neuen Magnetpartikel können besonders flexibel und einfach über eine vor Ort installierte Herstellungsanlage bereitgestellt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Herstellungsanlage und die Behandlungseinrichtung räumlich benachbart anzuord- nen, wobei Magnetpartikel zwischen Herstellungsanlage und Behandlungseinrichtung austauschbar sind bzw. diese baulich zu kombinieren . In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durchströmt die Pulpe eine Mehrzahl an voneinander getrennten, im strömungstechnischen Sinne parallel geschalteten Strömungskanälen, wobei die Strömungskanäle jeweils mit einem Magnetfeld beaufschlagt werden, welches Erz-Magnetpartikel-Agglomerate im jeweiligen Strömungskanal in wenigstens einen Akkumulationsbereich bewegt. Durch eine derartige Vorgehensweise ist es möglich, den Durchsatz einer Anlage unter Nutzung eines gleichbleibenden Konzepts beliebig zu erhöhen. Um den Durch- satz für das vorliegende Verfahren zu steigern, ist es lediglich erforderlich, den eingangsseitigen Pulpen-Volumenstrom zu erhöhen, sowie eine Anzahl weiter Strömungskanäle vorzusehen, durch welche die Pulpe strömt und in welchen eine Akkumulation in dafür vorgesehenen Akkumulationsbereichen statt- finden kann, aus welchen Erz-Magnetpartikel-Agglomerate abgeführt werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Zustandsgröße der Pulpe erfasst und die Zuführung von Magnet- partikeln und/oder ggf. weiteren Zusatzstoffen, insbesondere Mittel zur Hydrophobisierung von Magnetpartikeln und/oder Erzpartikeln, und/oder der Betrieb wenigstens eines Magnets auf Grundlage der erfassten Zustandsgröße gesteuert und/oder geregelt. Als Zustandsgröße kann insbesondere eine Größe ver- wendet werden, welche signifikanten Einfluss auf die Erzgewinnung nimmt. Bspw. kann als Zustandsgröße ein Erzanteil in der Pulpe bzw. Erzanteile unterschiedlicher Erze in der Pulpe, ein Größenverteilung von Erzpartikeln, ein Sättigungsmaß für die Bildung von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten, ein Maß für die Hydrophobisierung der in der Pulpe vorliegenden Erzpartikel und/oder Magnetpartikel hergenommen werden. Indem die Zugabe von Magnetpartikeln und/oder weiteren Zusatzstoffen präzise in den erforderlichen Mengen bzw. der Betrieb wenigstens eines Magnets zur Ablenkung von Erz-Magnetpar- tikeln in den Akkumulationsbereich gesteuert und/oder geregelt wird, kann besonders sparsam mit Ressourcen, wie etwa Magnetpartikeln und ggf. weiteren Zusatzstoffen, wie etwa Chemikalien zur Hydrophobisierung von Erzpartikeln und/oder Magnetpartikeln, umgegangen werden. Dadurch werden Kosten für die Durchführung des Verfahrens sowie die Umweltbelastungen möglichst gering gehalten. Ferner kann aber auch genau diejenige Menge an Magnetpartikeln und/oder Zusatzstoffen in die Pulpe gegeben werden, welche einen möglichst hohen Anteil der Erzpartikel in der Pulpe als Erz-Magnetpartikel-Agglomerate einstellt. Dies ist von Bedeutung, da die Menge an in der Pulpe vorliegenden Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten wesentlichen Einfluss auf die Erzausbeute aus der Pulpe nimmt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der Pulpe Magnetpartikel vor Eintritt der Pulpe in den Reaktor, insbesondere bei oder vor einem Mahlvorgang zum Mahlen von Erz, zugeführt. Zwar liegt im Reaktor vorzugsweise eine tur- bulente Strömung vor, welche dafür sorgt, dass sich Erzpartikel und Magnetpartikel aneinander binden und dadurch Erz- Magnetpartikel-Agglomerate bilden. Jedoch ist es vorteilhaft, eine möglichst hohe Mischungsenergie in die Pulpe einzubringen, um Erzpartikel und Magnetpartikel miteinander in Kontakt zu bringen, so dass diese eine Bindung eingehen können. Dies geschieht vorzugsweise bevor die Pulpe in den Reaktor eingeführt wird, da hier eine besonders intensive und energiereiche Durchmischung stattfinden kann.
Insbesondere ist es vorteilhaft den Mischvorgang von Erzpartikeln und Magnetpartikeln mit dem Mahlvorgang des Erzes zur Herstellung von Erzpartikeln zu kombinieren. Dadurch wird ein kombinatorischer Effekt wirksam. Einerseits mahlt die Mühle das Erz auf eine gewünschte Partikelgröße, andererseits bringt die Mühle gleichzeitig eine hohe Mischenergie in die Pulpe ein. Durch die energiereiche Mischung von Magnetpartikeln und Erzpartikeln kommt es so zu einer verbesserten Erz- Magnetpartikel-Agglomerat-Bildung, was im Reaktor zu einer Erhöhung der Erz-Ausbeute führt. Gegebenenfalls kann eine zu- sätzliche Mischung, neben der ggf. vorhandenen turbulenten Strömung, vor oder bei Eintritt in den Reaktor durchgeführt werden . Der die Vorrichtung betreffende Teil der Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannt Art, mit einer zur Behandlung von aus Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten getrennten Magnetpartikeln ausgebildeten Behandlungseinrich- tung, wobei die getrennten Magnetpartikel damit derart behandelbar sind, dass die getrennten Magnetpartikel bei erneuter Wechselwirkung mit nichtmagnetischen Erzpartikeln erneut Erz- Magnetpartikel-Agglomerate bilden. Dadurch wird eine Vorrichtung bereitgestellt, mittels derer die oben genannte Aufgabe gelöst wird.
Die der Pulpe zugeführten Magnetpartikel können in der Vorrichtung selbst zugeführt werden oder bereits in einem vorgeordneten Prozess, etwa beim Mahlen des Erzes, in die Pulpe eingebracht werden. Soll eine Zuführung von Magnetpartikeln in die Pulpe in der Vorrichtung erfolgen, so weist die Vorrichtung vorzugsweise eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von Magnetpartikeln in die Pulpe auf. Dies weist den Vorteil auf, dass die Menge an zuzugebenden Magnetpartikeln - um etwa einen möglichst hohen Anteil der Erzpartikel in der Pulpe als Erz-Magnetpartikel-Agglomerate zu erhalten - sehr gut einstellbar ist.
Wesentlich für die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass bei Eintritt der Pulpe in ein zur Separation von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten aus der Pulpe vorgesehenes Magnetfeld, welches durch entsprechende Mittel erzeugt wird, Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in der Pulpe vorliegen, welche mittels des Magnetfelds in einen Akkumulationsbereich bewegt werden können. Aus dem Akkumulationsbereich werden diese dann mittels einer Abführeinrichtung in einen Sammelbereich abgeführt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Reaktor derart ausgebildet, dass dieser von einem festlegbaren Pulpen-Volumenstrom, vorzugsweise mindestens 7000 Kubikmeter pro Stunde, insbesondere 10000 Kubikmeter pro Stunde bis 15000 Kubikmeter pro Stunde, durchströmbar ist. Dadurch kann eine derartige Vorrichtung mit hohem Durchsatz und gleichzeitig relativ hoher Ausbeute betrieben werden. Dies stellt einen wesentlichen wirtschaftlichen Faktor für den Betrieb einer derartigen Vorrichtung dar.
Durch die Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel wird es ermöglicht, mittels einer Behandlungseinrichtung die Magnetpartikel derart zu behandeln, dass diese weiter für die Erzgewinnung auf dem be- schriebenen Wege genutzt werden können. Dadurch ergeben sich die oben erwähnten Vorteile für den Betreiber und die Umwelt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Reaktor mit dem wenigstens einen Sammelbereich fluidisch ver- bunden. Dadurch ist die Abführung aus dem Akkumulationsbereich besonders einfach zu bewerkstelligen, da der hydrostatische Druck die Abführung der im Akkumulationsbereich akkumulierten Erz-Magnetpartikel-Agglomerate unterstützt. Eine fluidische Verbindung des Sammelbereichs mit dem Akkumulati- onsbereich des Reaktors ist insbesondere von Vorteil bei einer kontinuierlichen Abführung von Erz-Magnetpartikel-Agglo- meraten aus dem Akkumulationsbereich.
Vorteilhaft ist ebenfalls, wenn wenigstens eine Trennungsein- richtung mit Ultraschallsendern zur Abgabe von Ultraschall vorgesehen ist, deren abgebbare Leistung derart einstellbar ist, dass Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Magnetpartikel und Erzpartikel trennbar sind. Dadurch kann auf besonders einfach Weise eine Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomera- te in Erzpartikel und Magnetpartikel effizient unterstützt werden bzw. erfolgen. Durch die Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in einem der nächsten Prozessschritte nach Abführung aus dem Akkumulationsbereich ist es möglich, die zurück gewonnenen Magnetpartikel erneut der Pulpe zuzuführen. Es erfolgt somit zumindest teilweise ein Recycling der Magnetpartikel. Ferner bedarf es keinerlei Prozessänderungen für die nachfolgenden Prozesse der Erzweiterverarbeitung, da die Erzpartikel wie bisher als Erzpartikel und nicht in Form von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten weiterverarbeitet werden können .
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Er- findung umfasst der Reaktor eine Mehrzahl an voneinander getrennten, im strömungstechnischen Sinne parallel geschalteten Strömungskanälen. Die Mehrzahl an Strömungskanälen erlaubt es, das grundlegende Prinzip zur Akkumulation des Erzes für einen beliebig hohen Durchsatz zu verwenden. Insbesondere, wenn für im Wesentlichen alle Strömungskanäle stets baulich gleiche Rohre und Mittel zur Erzeugung von Magnetfeldern verwendet werden, kann der Reaktor in hohem Maße standardisiert werden. D.h. es sind immer wieder die gleichen Bauteile für die Strömungskanäle und deren Betrieb erforderlich. Dies führt zu einer Kostenverringerung für die Vorrichtung. Ferner sind Ersatzteile für Wartungsarbeiten leichter zu beschaffen, bzw. stets auf Lager.
Insbesondere ist es vorteilhaft, den Reaktor derart auszuges- talten, dass dieser durch zusätzliche Strömungskanäle zur Akkumulation von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten ergänzt bzw. erweitert werden kann. Ist es bspw. erforderlich, den Durchsatz eines Reaktors zu erhöhen, so kann einfach eine entsprechende Anzahl an Strömungskanälen, etwa durch anflanschen, fluidisch mit dem Reaktor verbunden werden. Hierdurch kann bspw. der Durchsatz der Vorrichtung erhöht oder der Ausfall eines Teils der Vorrichtung kompensiert werden. Eine derartige Erweiterung des Reaktors, kann ggf. bei vollem Betrieb der Vorrichtung erfolgen. Dadurch wird die Flexibilität der Erz- gewinnungsvorrichtung erhöht.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die Anzahl und/oder die Ausgestaltung der Mehrzahl an Strömungskanälen derart bestimmt ist, dass folgende Gleichung erfüllt ist: wobei Vmm soii der minimal gewünschte Volumenstrom durch die Vorrichtung ist, und Vi der Volumenstrom durch den i-ten Strömungskanal, wobei i ganzzahlig ist. Unter Volumenstrom wird das durch ein Referenzvolumen des Reaktors strömende Pulpenvolumen pro Zeiteinheit verstanden. Hierbei ist es möglich, die Strömungskanäle zumindest teilweise unterschiedlich auszubilden, so dass der Teilvolumenstrom Vi für die i Strömungskanäle zumindest für einzelne Strömungskanäle unterschiedlich ist. Abhängig von den jeweils vorgesehenen Teilvo- lumenströmen Vi ergibt sich dann die Anzahl an Strömungskanälen für die Vorrichtung, da die Summe der Teilvolumenströme Vi einen vorbestimmten minimal gewünschten Volumenstrom Vmm soii erreichen oder überschreiten soll.
Vorzugsweise beträgt der gewünschte minimale Volumenstrom zur Grobseparation bzw. Grobextraktion von Erzpartikel- Magnetpartikel-Agglomeraten mindestens 7000 Kubikmeter Pro Stunde (m3/h), vorzugsweise 10000 m3/h bis 15000 m3/h. In diesem Größenordnungsbereich beginnt eine Vorrichtung zur Grobgewinnung von Erzen aus einer erstmalig in einen Reaktor einströmende Pulpe wirtschaftlich zu arbeiten.
Für eine weitere Aufkonzentration von Erz mittels bereits mit Erz angereicherten Strömen wird vorzugsweise ein gewünschter minimaler Volumenstrom von mindestens 2 m3/h, vorzugsweise 5 m3/h bis 10 m3/h eingestellt. Derartige mit Erz angereicherte Ströme werden im Rahmen dieser Anmeldung ebenfalls als Pulpe angesehen .
Vorzugsweise sind der Prozess der Grobgewinnung von Erz aus einer Pulpe und der Prozess der Aufkonzentration von Erz mit- tels bereits mit Erz angereicherten Strömen hintereinander vorgesehen .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Mehrzahl an Strömungskanälen während des Betriebs im Wesent- liehen vom gleichen Volumenstrom durchströmt, und die Anzahl der Strömungskanäle bestimmt sich nach: V mm soll , . - n
wobei Vmm soii der minimal gewünschte Volumenstrom durch die Vorrichtung ist, und Vi der Volumenstrom durch den i-ten
Strömungskanal, wobei i ganzzahlig ist. Dabei sind alle Vi im Wesentlichen gleich. Durch eine derartige Ausbildung der Vorrichtung ergeben sich die oben genannten Vorteile. Insbesondere lässt sich so einfach die erforderliche Anzahl an erforderlichen Strömungskanälen zur Bereitstellung eines bestimmten Volumendurchsatzes ermitteln.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Mehrzahl an Strömungskanälen jeweils Mittel zur Erzeugung eines Erz-Magnetpartikel- Agglomerate in den wenigstens einen von dem jeweiligen Strömungskanal aufgewiesenen Akkumulationsbereich bewegenden Mag- netfelds aufweist. Dies ist erforderlich, damit die Strömungskanäle zur Akkumulation von Erz-Magnetpartikel- Agglomeraten eingesetzt werden können. Erst dadurch findet eine tatsächliche Erhöhung des Durchsatzes mit wesentlicher Erzausbeute statt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens ein Strömungskanal der Mehrzahl an Strömungskanäle ein Verschließelement zum Öffnen und Verschließen des wenigstens einen Strömungskanals auf, so dass im ge- schlossenen Zustand des dem wenigstens einen Strömungskanal zugeordneten Verschließelements, der wenigstens eine Strömungskanal nicht von der Pulpe durchströmbar ist. Dadurch ist es bspw. möglich, Strömungskanäle im Reaktor bei Bedarf, vorzugsweise mittels einer Steuereinrichtung, zuzuschalten bzw. abzuschalten. Insbesondere erlauben Ventile die Erweiterung der Vorrichtung durch Strömungskanäle im vollen Betrieb der Vorrichtung. Ein Bedarf kann bspw. bei einem Defekt eines bisher betriebenen Strömungskanals vorliegen oder im Falle einer Instandhaltungsmaßnahme für einen betriebenen Strö- mungskanal. Ggf. kann ein Bedarf auch in der Ausweitung der
Erzgewinnung, d.h. einer Durchsatzerhöhung der Pulpe, liegen, die von den im Betrieb befindlichen Strömungskanälen nicht zu bewältigen ist. Die bspw. von einer Instandhaltungsmaßnahme betroffenen Strömungskanäle werden dann mit einer Verschließeinrichtung, etwa einem Ventil, verschlossen, während die Erzgewinnung durch die Verwendung weiterer bisher geschlossener Strömungskanäle und nun geöffneter Strömungskanäle fortgeführt wird.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Strömungskanal durch ein Ver- schließelement derart verschließbar, dass das Verschließelement im geschlossenen Zustand den Pulpenstrom durch jeweils andere Strömungskanäle nicht behindert.
Vorzugsweise sind einzelne Strömungskanäle vom restlichen Re- aktor abnehmbar. Dadurch kann ein schneller Austausch eines Strömungskanals oder der Mittel zur Erzeugung eines Magnetfelds ermöglich werden, ohne dass der Durchsatz der Vorrichtung zu stark eingeschränkt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zur Herstellung von bei Kontakt mit Erzpartikeln Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bildende Magnetpartikeln. Dadurch kann flexibel auf den Verbrauch von Magnetpartikeln reagiert werden. Eine entspre- chende Planung für die Herstellung der Magnetpartikel kann in Abhängigkeit von der Auslastung, insbesondere des geplanten Pulpendurchsatzes des Reaktors erfolgen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Ausfüh- rungsbeispiel, welches anhand der nachfolgenden schematischen Figuren genauer erläutert wird. Es zeigen:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Gewinnung von nicht nichtmagnetischen Erzen aus ei- ner nichtmagnetische Erzpartikel enthaltenden Pulpe,
FIG 2 eine schematische Darstellung eines Separationsbereichs eines Reaktors, FIG 3 ein Flussdiagramm zur Darstellung eines beispielhaften Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in FIG 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zur Erzge- winnung umfasst einen Reaktor 1, welcher mit einer Pulpe P durchströmt wird. Die Pulpe P weist einen Feststoffanteil von 30 bis 60 Massenprozent und ist daher in hohem Maße abrasiv. Der Feststoff in der Pulpe setzt sich im Wesentlichen zusammen aus Gangart, d.h. taubem Gestein, und dem Erz. Die Pulpe P wird dem Reaktor 1 mit einer Fließgeschwindigkeit zugeführt, so dass ein gewünschter minimaler Pulpenvolumenstrom
Vmm soii durch den Reaktor 1 erreicht wird. Der gewünschte mi- nimale Pulpenvolumenstrom Vmmsoii beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 135 m3 pro Minute.
Die in den Reaktor 1 eintretende Pulpe P weist bereits Erz- Magnetpartikel-Agglomerate auf, da die Zuführung von Magnetpartikeln und Hydrophobisierungsmitteln bereits in einer Erzmühle zum Mahlen von Erz erfolgt ist. Dadurch wird eine hohe Mischungsenergie in die Pulpe P eingetragen, was zu einer verbesserten Bildung von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten beiträgt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Zugabe von Magnetpartikeln und Hydrophobisierungsmitteln in die Pulpe P zwischen Mühle und Vorrichtung bzw. in der Vorrichtung erfol- gen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden sulfidische Erze, insbesondere Kupfersulfid oder Molybdänsulfid, das nichtmagnetische, zu gewinnende Erz. Das Verfahren bzw. die Vorrich- tung kann für eine Vielzahl an nichtmagnetischen Erzen, insbesondere für sulfidische Erze sowie - bei Einsatz geeigneter Hydrophobisierungschemie - auch für oxidische und andere Erze, verwendet werden.
Für die in den Reaktor 1 einströmende Pulpe P wird mittels einer Messeinrichtung 18 eine Zustandsgröße für die Pulpe P, insbesondere eine durch die Erzpartikel beeinflusste Zu- Standsgröße der Pulpe P, erfasst. Im vorliegenden Fall wird als Zustandsgröße ein mittlerer Anteil für noch nicht an Magnetpartikel gebundene Erzpartikel in der Pulpe P verwendet. Jedoch kann der Fachmann auch jede andere Zustandsgröße oder Kombination von Zustandsgrößen für die Pulpe P mit Einfluss auf die Erzgewinnung wählen, z. B. der Gesamtanteil an Magnetpartikeln in der Pulpe, unabhängig von dessen Bindungszustand an das Erz.
Anhand dieser erfassten Zustandsgröße steuert eine Steuereinrichtung 19 die zusätzliche Zugabe von Magnetpartikeln in die bereits mit Magnetpartikeln beaufschlagte Pulpe P.
Darüber hinaus wird bspw. die Stärke des Magnetfelds, bei der Verwendung von Elektromagneten insbesondere der Spulenstrom, anhand der erfassten Zustandsgröße gesteuert und/oder geregelt.
Die Messung der Zustandsgröße findet dabei vorzugsweise in Strömungsrichtung vor dem Reaktor 1 statt. Somit kann der Reaktor 1, insbesondere die von diesem aufgewiesenen Magnete, derart gesteuert bzw. geregelt werden, dass die Betrieb des Reaktors 1 und damit der gesamten Vorrichtung optimiert wird.
Liegen verschiedene Erze in der Pulpe vor, so können auch verschiedene Magnetpartikel, welche sich bspw. in der Ausbildung ihrer selektiven, für ein bestimmtes Erz konditionierten Oberfläche unterscheiden, der Pulpe P mittels einer Zuführeinrichtung 2 zugeführt werden.
Ferner können bei Bedarf, ggf. auch von der Steuereinrichtung 19 gesteuert, weitere Zusatzstoffe mittels derselben oder einer weiteren Zuführungseinrichtung 17 in die Pulpe P eingebracht werden.
Anschließend wird der Pulpenstrom im vorliegenden Ausführungsbeispiel in eine Mehrzahl an Strömungskanäle 10, 11, 12, 13 und 14 geleitet. Die Anzahl der Strömungskanäle 10, 11, 12, 13 und 14 ist derart gewählt, dass mit diesen in Summe der gewünschte minimale Pulpenvolumenstrom Vmmsoii erreicht wird.
Ferner sind zwei weitere Strömungskanäle 8 und 9 vorgesehen, welche bei Bedarf durch Öffnen eines Ventils 15 zur Erzgewinnung zugeschaltet werden können. Aufgrund des abrasiven Mediums, welches durch den Reaktor strömt, ist mit regelmäßigen Instandsetzungsarbeiten zu rechnen. Durch das Vorsehen von weiteren Strömungskanälen, welche bei Instandsetzungsarbeiten geöffnet werden können, kann die Anlage ihren Durchsatz beibehalten. Es kommt trotz der Instandsetzungsarbeiten zu keinen wirtschaftlichen Einbußen durch Stillstandszeiten.
Ferner ist wenigstens ein Strömungskanal 10, 11, 12, 13 und 14 mit einem Ventil 15' derart verschließbar, dass die Strömung der Pulpe P durch die weiteren Strömungskanäle 10, 11, 12, 13 und 14 nicht behindert wird. Ein derartiges Ventil 15' weist im Ausführungsbeispiel der Strömungskanal 12 auf. Durch dieses Ventil 15' kann der Strömungskanal 12 gesperrt bzw. verschlossen werden, ohne dass die übrigen Strömungskanäle in ihrer Funktion beeinträchtigt werden. Zu einem beliebigen Zeitpunkt kann das Ventil 15' wieder geöffnet werden, so dass der Strömungskanal 12 wieder mit Pulpe P durchflössen wird. Dies ist besonders vorteilhaft für Instandsetzungsarbeiten des Strömungskanals 12.
Vorzugsweise weisen alle Strömungskanäle 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 ein derartiges Ventil 15' auf. Ferner weist der Strö- mungskanal 12 einem dem Ventil 15' in Strömungsrichtung nachgelagerte lösbare Befestigungseinrichtung 15' ' auf, mittels welcher der Strömungskanal am restlichen Reaktor 1 abnehmbar befestigbar ist. Vorzugsweise weisen alle Strömungskanäle eine derartige Befestigungseinrichtung 15'' auf.
Eine derartige Befestigungseinrichtung 15' ' ist besonders vorteilhaft, da bspw. Reparaturmaßnahmen nicht vor Ort durchgeführt werden müssen, sondern der betroffene Strömungskanal, etwa der Strömungskanal 12, in eine Werkstatt befördert werden kann, während die restliche Vorrichtung weiterbetrieben wird. Insbesondere kann ein derartiger Strömungskanal besonders einfach - bspw. aufgrund einer länger andauernden Repa- ratur für einen defekten Strömungskanal - durch einen anderen Strömungskanal während des Betriebs der Vorrichtung ersetzt werden, indem dieser an der Stelle des ausgebauten Strömungskanals in den Reaktor 1 eingebaut wird. Nach der Installation wird das diesem Strömungskanal zugeordnete Ventil 15' geöff- net und der dann eingebaute Strömungskanal trägt zur Erzgewinnung bei. Dadurch werden Durchsatzeinbußen vermieden. Auch treten keine Stillstandszeiten der Vorrichtung auf.
Ein besonders einfacher Ersatz eines zur Erzgewinnung geeig- neten Strömungskanals 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 ist dann möglich, wenn Mittel 3 zur Erzeugung eines Magnetfelds relativ zum Strömungskanal 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 fix angeordnet sind und damit zusammen mit dem Strömungskanal montierbar bzw. demontierbar sind. Dadurch erhält man ein funk- tionsfähiges Modul, welches lediglich am Reaktor 1 und an eine Abführeinrichtung 7 angeschlossen werden muss.
Ferner sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel alle Strömungskanäle 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 baulich im Wesentli- chen identisch. D.h. sind bspw. die Strömungskanäle 10, 11, 12, 13 und 14 in Betrieb, so weisen diese in der Regel auch die gleichen Volumenströme auf.
An den Strömungskanälen 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 sind je- weils in Strömungsrichtung nacheinander eine Mehrzahl an Mitteln 3 zur Erzeugung von Magnetfeldern vorgesehen. Die durch die Mittel 3 erzeugten Magnetfelder bewegen die in der Pulpe P enthaltenen Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in die jeweiligen Akkumulationsbereiche 4 in den Strömungskanälen 10, 11, 12, 13 und 14, sofern ein Strömungskanal 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 mit Pulpe P durchströmt wird. Je nach Betriebsweise der Vorrichtung akkumulieren sich die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate innerhalb des Akkumulationsbereichs 4 des Reaktors 1, und werden dann diskontinuierlich, vorzugsweise geführt von einem Magnetfeld, erzeugt von sepa- raten dafür vorgesehenen Mitteln - in FIG 1 nicht dargestellt-, in einen Sammelbereich 5 geführt.
Vorzugsweise werden die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in eine Mehrzahl an Sammelbereiche 5 abgeführt. Insbesondere ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass benachbarte Strömungskanäle, wie etwa Strömungskanal 12,13 und 14 ihre Akkumulationsbereiche 4 in einen gemeinsamen Sammelbereich 5 entleeren .
Im Sammelbereich 5 und/oder der separaten Trennungseinrichtung 6 werden die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel getrennt. Im Bezug auf die Wiederverwertung der getrennten Magnetpartikel ist besonders vorteilhaft, ein Trennungsverfahren anzuwenden, welches die einge- stellten und gewünschten Eigenschaften der Magnetpartikel nicht ändert.
Eine Möglichkeit der Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bietet die Anwendung von Ultraschall hoher Leistung, um die Oberflächenbindung der Erzpartikel und der Magnetpartikel aufzubrechen. Der Ultraschall wird mittels eines Ultraschallsenders mit entsprechend hoher Leistung in den Sammelbereich 5 oder in die Trenneinrichtung 6 eingestrahlt. Vorteil der Verwendung des Ultraschalls ist es, dass Bindungen von Erz und Magnetpartikel unabhängig von ihrem Bindungsmechanismus aufgebrochen werden können.
Jedoch können auch weitere, schonendere Verfahren verwendet werden, um die Erz-Magnet-Partikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel zu trennen.
Insbesondere hat sich die Verwendung unpolarer Suspensionsmittel, in welche die Erz-Magnetpartikel gegeben werden, als besonderes schonend für die Trennung von Erz-Magnetpartikel- Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel erwiesen.
Durch die im Ausführungsbeispiel in der Trenneinrichtung 6 vorgenommen Trennung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel kann erreicht werden, dass Magnetpartikel wiederverwertet werden können, und ggf. wieder der Zuführeinrichtung 2 zugeführt werden können. Ferner können die aus der Trennung erhaltenen Erzpartikel in einer Wei- terverarbeitungseinrichtung 20 im Wesentlichen herkömmlich weiterverarbeitet werden.
Die getrennten Magnetpartikel werden von der Trennungseinrichtung 6 zu einer Behandlungseinrichtung 16' geführt. Dort werden die Magnetpartikel ggf. analysiert und derart behandelt, dass diese bei erneuter Zuführung in die Pulpe P erneut Erz-Magnetpartikel-Agglomerate ausbilden .
Der Behandlungsschritt ist erforderlich, um auch für die wie- derverwerteten Magnetpartikel eine entsprechend hohe Bindungswirkung an das zu gewinnende Erz aus der Pulpe P zu erzielen. Würde der Behandlungsschritt unterbleiben, so wäre eine höhere Konzentration von Magnetpartikeln in der Pulpe erforderlich, um die gleiche Erzausbeute aus der Pulpe P zu erzielen. Jedoch würde unter diesen Bedingung der Massenanteil der Magnetpartikel am Massenanteil der Pulpe steigen, was wiederum negativ für den Durchsatz an Erz durch die Vorrichtung bzw. den Reaktor 1 ist, sofern die hydrodynamischen Eigenschaften im Reaktor 1 im Wesentlichen unverändert blei- ben sollen.
Ferner umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung 16 zur Herstellung von Magnetpartikeln, vorzugsweise mit einer Korngröße kleiner 5 Mikrometer, wobei die Magnetpartikel bei Kontakt mit Erzpartikeln Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden.
Obwohl mittels der Trenneinrichtung 6 eine Trennung von Erzpartikeln und Magnetpartikeln erreicht werden kann, ist es ggf. nicht zweckmäßig alle Magnetpartikel erneut der Pulpe P, bspw. mit der Zuführeinrichtung 2, zuzuführen. Insbesondere aufgrund des Trennungsprozesses kann es zu degenerativen Erscheinungen an der Oberfläche bzw. zur Verringerung in der Korngröße der Magnetpartikel kommen, die dazu führen, dass die Ausbeute an Erz aus der Pulpe bei der Verwendung derartiger Magnetpartikel sinkt.
Darüber hinaus ist es in der Praxis schwierig, bei der Tren- nung von Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und
Magnetpartikel 100 Prozent der Magnetpartikel zurückzugewinnen. Vorzugsweise wird also ein gewisser Anteil an Magnetpartikeln kontinuierlich neu in die Vorrichtung eingebracht, um den Magnetpartikelverlust beim Trennungsschritt zu ersetzen.
Es besteht also in der Regel das Erfordernis, stets neu konditionierte Magnetpartikel vorzuhalten, um „verbrauchte" Magnetpartikel zu ersetzen.
Hierzu ist eine entsprechende Einrichtung 16 zur Herstellung von Magnetpartikeln besonders vorteilhaft. Eine derartige Einrichtung wird vorzugsweise eingesetzt, um Magnetpartikel mit Korngrößen kleiner 5μm herzustellen, da diese wirtschaftlich produzierbar sind. Für Magnetpartikel größer 5μm wird vorzugsweise ggf. gemahlener Naturmagnetit verwendet, welcher vorzugsweise direkt der Behandlungseinrichtung 16' zuführbar ist. Dies ist in FIG 1 angedeutet durch einen Pfeil in Richtung der Behandlungseinrichtung 16' .
Die neu in die Vorrichtung eingebrachten Magnetpartikel werden dann in der Behandlungseinrichtung 16' derart behandelt, dass die gewünschten Eigenschaften der Magnetpartikel eingestellt werden. Insbesondere werden die Eigenschaften der neu in die Vorrichtung eingebrachten Magnetpartikel derart einge- stellt, dass diese an das in der Pulpe vorliegende Erz binden und Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Zuführeinrichtung direkt mit der Behandlungseinrichtung 16' und ggf. mit der Einrichtung 16 zur Herstellung von Magnetpartikeln verbunden ist .
Vorteilhaft ist es, die Herstellungseinrichtung 16 und die Behandlungseinrichtung 16' baulich zusammenzufassen. Dies ist in FIG 1 durch die dargestellte Herstellungseinrichtung 16 und die Behandlungseinrichtung 16' umgebende gestrichelte Li- nie angedeutet. Dann können mittels diese zusammengefassten Einrichtung 16'' neu hergestellte und auch getrennte Magnetpartikel wieder neu konditioniert werden, so dass diese wieder zur Bildung von Erz-Magnetpartikeln-Agglomeraten eingesetzt werden können. Dies spart Raum und ggf. Kosten durch eine integrierte Lösung, da neu hergestellte Magnetpartikel in der Regel auch einer Behandlung bedürfen, welche die Bildung von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten ermöglicht.
FIG 2 zeigt einen Ausschnitt eines Strömungskanals, bspw. des Strömungskanals 10. Nahe oder am Strömungskanal sind Mittel 3 zur Erzeugung eines Magnetfelds angeordnet, wobei die Mittel 3 derart ausgebildet sind, dass das Magnetfeld Erz-Magnetpar- tikel-Agglomerate in einen Akkumulationsbereich 4 des Strömungskanals 10 bewegt. Neben den Mitteln 3 zur Erzeugung ei- nes Magnetfelds zur Bewegung von Erz-Magnetpartikel-Agglome- raten in einen Akkumulationsbereich 4, sind Mittel 3' zur Erzeugung eines Magnetfelds zur magnetischen Abführung der Erz- Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Akkumulationsbereich 4 vorhanden. Die Abführeinrichtung 7, umfassend die Mittel 3' und eine nicht näher bezeichnete Fluidführung, ist fluidisch mit dem Reaktor 1, insbesondere mit dem Strömungskanal, sowie mit einem in FIG 2 nicht dargestellten Sammelbereich verbunden .
Die Mittel 3' der Abführeinrichtung sind derart ausgebildet, dass diese eine Kraft auf die im Akkumulationsbereich 4 vorliegenden Erz-Magnetpartikel-Agglomerate ausüben, welche diese gezielt in die sich vom Reaktor 1 bzw. dem jeweiligen Strömungskanal 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 zum Sammelbereich 5 erstreckende Fluidführung lenkt. Die Abführung in die FIu- idführung kann ggf. zusätzlich durch einen Unterdruck in der Fluidführung unterstützt werden. Gegebenenfalls kann die FIu- idführung Mittel zum Verschließen der Fluidführung aufweisen. Die Fluidführung wird mit Hilfe der Mittel zum Verschließen der Fluidführung nur dann geöffnet, wenn eine Mindestmenge an Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten im Akkumulationsbereich 4 vorliegt. Ferner erfolgt die Öffnung der Fluidführung in Ab- Stimmung mit den Mitteln 3', welche die Kraft auf die Erz- Magnetpartikel-Agglomerate ausüben. Dadurch wird erreicht, dass die Fluidführung nicht permanent mit Pulpe durchströmt wird und die Abführung von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten besonders schnell aus dem Akkumulationsbereich 4 erfolgt. Al- ternativ kann auch eine kontinuierliche Abführung der Erz- Magnetpartikel-Agglomerate erfolgen, indem ständig Erz- Magnetpartikel-Agglomerate aus der Pulpe P in den Sammelbereich bzw. in die Fluidführung gelenkt bzw. geführt werden.
FIG 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung des schematischen Ablaufs eines beispielhaften Verfahrens zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen.
Das Verfahren geht davon aus, dass in den in FIG 1 gezeigten Reaktor Pulpe zuführbar ist und Pulpe zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen bereitgestellt ist. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird der Reaktor mit Pulpe durchströmt.
Das im Verfahrensschritt 100 eingestellte Durchströmen der Pulpe im Reaktor wird vorzugsweise nahezu zeitgleich mit dem Verfahrensschritt 101 ausgeführt, in welchem die Strömung der Pulpe durch den Reaktor turbulent eingestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass eine hohe Durchmischung der Pulpe erfolgt, und ferner magnetfeldfreie Räume mit geringer räumlicher Aus- dehnung, ggf. erzeugt durch die Mittel zur Erzeugung eines Magnetfelds, welches die in der Pulpe zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in einen Akkumulationsbereich des Reaktors bewegt, geringere bzw. keine Be- deutung für die Erzgewinnung haben. Magnetfeldfreie Räume können erforderlich sein, um den Kraftverlauf, welcher sich darstellt als F~BgradB, wobei F die Kraft ist und B die magnetische Flussdichte, im Reaktor zu verbessern.
Die turbulente Durchströmung des Reaktors kann bspw. durch Einstellung einer entsprechend hohen Fließgeschwindigkeit der Pulpe erzeugt werden. Auch bauliche Maßnahmen am Reaktor sind geeignet, um Wirbel in der Pulpe zu verursachen.
In einem Verfahrensschritt 102 erfolgt eine Messung wenigstens einer Zustandsgröße der Pulpe, welche Einfluss auf die Erzgewinnung, insbesondere die Ausbeute der Erzgewinnung, nimmt. Dies kann bspw. eine mittlere Erzpartikelgröße sein. Zusätzlich wird vorzugsweise noch eine mittlere Konzentration für noch nicht in Form von Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten in der Pulpe vorliegende Erzpartikel ermittelt. Es können auch mehrere Messungen an unterschiedlichen Orten des Reaktors, vorzugsweise in Strömungsrichtung der Pulpe, durchgeführt werden, und darauf basierend eine Steuerung/Regelung der Zuführung von Magnetpartikeln und/oder Zusatzstoffen erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die Konzentration und/oder eine räumlichen Verteilung von Magnetpartikeln in der Pulpe erfasst wird, und dass in Abhängigkeit von der erfassten Konzentration und/oder Verteilung der Betrieb wenigstens eines Magnets des Reaktors 1 gesteuert und/oder geregelt wird.
Im vorliegenden Fall wurde die Pulpe bereits in einer Erzmüh- Ie, während des Mahlens des Erzes, mit Magnetpartikeln und
Hydrophobisierungsmitteln beaufschlagt. Die anhand der ermittelten Zustandsgröße gesteuerte Zugabe von Magnetpartikeln im Verfahrensschritt 103 und von Hydrophobisierungsmitteln im Verfahrensschritt 104 in die Pulpe ist daher im vorliegenden Fall nur ergänzend. Jedoch kann auch die gesamte Zuführung der Magnetpartikel und Zusatzstoffe innerhalb des Reaktors oder kurz vor dem Reaktor in einer separaten Mischeinrichtung stattfinden . Die derart behandelte Pulpe wird dann in einem Verfahrensschritt 105 in eine Mehrzahl an Strömungskanäle eingeleitet. Dies erlaubt einen hohen, für den Bergbaubetrieb geeigneten Durchsatz mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem nächsten Verfahrensschritt 106 werden die in der Pulpe vorliegenden Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in jedem mit Pulpe durchströmten Strömungskanal mittels einer Mehrzahl von in Strömungsrichtung aufeinanderfolgender Magnetfelder in die vorhandenen Akkumulationsbereiche des jeweiligen Strömungskanals bewegt.
Aus diesen Akkumulationsbereichen werden die Erz-Magnetpartikel-Agglomerationen diskontinuierlich in einem Verfah- rensschritt 108 oder kontinuierlich in einem Verfahrensschritt 109 abgeführt. Ob eine diskontinuierliche oder kontinuierliche Abführung aus einem bestimmten Akkumulationsbereich erfolgen soll, wird in einem Verfahrensschritt 107 entschieden. Aus dem Akkumulationsbereich werden die Erz- Magnetpartikel-Agglomerate in einen Sammelbereich geführt.
Im Sammelbereich oder in einer separat dafür vorgesehenen Trenneinrichtung werden die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate mittels chemischer, mechanischer, akustischer und/oder ther- mischer Verfahren in Erzpartikel und Magnetpartikel in einem Verfahrensschritt 110 getrennt.
Sind die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel voneinander getrennt, so können die Magnetpar- tikel zumindest teilweise in einem Verfahrensschritt 111 wiederverwertet werden. Dabei erfolgt eine entsprechende Behandlung bzw. Aufbereitung zumindest eines Anteils der Magnetpartikel, so dass diese erneut Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden können, wenn diese der Erz aufweisenden Pulpe zuge- führt werden. Die wieder verwertbaren Magnetpartikel werden vorzugsweise durch einen Anteil neu in die Vorrichtung eingebrachter Magnetpartikel ergänzt, um Magnetpartikelverluste während des Erzgewinnungsprozesses, einschließlich des Tren- nungsprozesses der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate auszugleichen .
Das Verfahren kann bei Bedarf beendet werden. Dies wird in einem Verfahrensschritt 112 abgefragt. Da es sich jedoch um ein kontinuierliches Verfahren zur Erzgewinnung handelt, wird das Verfahren vorzugsweise permanent ausgeführt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einer nichtmagnetische Erzpartikel aufweisenden Pulpe (P) mit einem Feststoffanteil von wenigstens 30 Massenprozent,
- wobei die Pulpe (P) einen Reaktor (1) in Strömungsrichtung durchströmt (100), insbesondere kontinuierlich durchströmt
(100),
- wobei der Pulpe (P) magnetische oder magnetisierbare Mag- netpartikel zugeführt (103) werden, welche mit den nichtmagnetischen Erzpartikeln Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden,
- wobei die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate mittels eines Magnetfelds in einen Akkumulationsbereich (4) des Reaktors (1) bewegt (106) werden, und
- wobei die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem Akkumulationsbereich (4) des Reaktors (1) abgeführt (108, 109) werden,
- wobei die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel getrennt (110) werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die getrennten Magnetpartikel derart behandelt (111), insbesondere hydrophobisiert, werden, dass diese bei erneuter Wechselwirkung mit nichtmagnetischen Erzpartikeln erneut Erz-Magnetpartikel-Agglomerate bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die getrennten Magnetpartikel aus einem Wechselwirkungsbereich der ge- trennten Erzpartikel entfernt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Erz- Magnetpartikel-Agglomerate mittels einer Mehrzahl an in Strö- mungsrichtung nacheinander folgenden Magnetfeldern in voneinander getrennte Akkumulationsbereiche (4) des Reaktors (1) bewegt (106) werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Magnet¬ partikel und/oder die Erzpartikel hydrophobisiert (104) wer¬ den .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Pulpe
(P) den Reaktor (1) turbulent durchströmt (101) .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Erz- Magnetpartikel-Agglomerate kontinuierlich mittels eines Magnetfeldes und/oder strömungstechnischer Maßnahmen in einen Sammelbereich (5) abgeführt (109) werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Erz-Mag- netpartikel-Agglomerate mittels eines Magnetfeldes und/oder strömungstechnischer Maßnahmen diskontinuierlich, insbesonde- re bei Überschreiten einer Mindestmenge der akkumulierten
Erz-Magnetpartikel-Agglomerate im Akkumulationsbereich (4), in einen Sammelbereich (5) abgeführt (108) werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Erz- Magnetpartikel-Agglomerate durch chemische, mechanische, akustische und/oder thermische Verfahren in Erzpartikel und Magnetpartikel getrennt (110) werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Trennung von Magnetpartikeln und Erzpartikeln mittels Ultraschall erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die von Erz- Magnetpartikel-Agglomeraten abgetrennten Magnetpartikel der Pulpe (P) erneut zugeführt werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Pulpe (P) eine Mehrzahl an voneinander getrennten, im strömungstechnischen Sinne parallel geschalteten Strömungskanälen (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) durchströmt (100), wobei die Strömungskanäle (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) jeweils mit wenigstens einem Magnetfeld beaufschlagt werden, welches Erz-Magnet- partikel-Agglomerate im jeweiligen Strömungskanal (8, 9, 10,
11. 12, 13, 14) in wenigstens einen Akkumulationsbereich (4) bewegt (106) .
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Zu- standsgröße für die Pulpe (P) erfasst (102) wird und die Zu- führung von Magnetpartikeln und/oder ggf. weiteren Zusatzstoffen, insbesondere Mittel zur Hydrophobisierung von Magnetpartikeln und/oder Erzpartikeln, und/oder der Betrieb wenigstens eines Erz-Magnetpartikel in den Akkumulationsbereich bewegenden Magnets auf Grundlage der erfassten Zustandsgröße gesteuert und/oder geregelt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Pulpe
(P) Magnetpartikel vor Eintritt der Pulpe (P) in den Reaktor (1), insbesondere bei einem Mahlvorgang zum Mahlen von Erz, zugeführt (103) werden.
14. Vorrichtung zur kontinuierlichen Gewinnung von nichtmagnetischen Erzen aus einer nichtmagnetische Erzpartikel auf- weisenden Pulpe (P) mit einem Feststoffanteil von wenigstens 30 Massenprozent, mit einem zur Aufnahme von Pulpe (P) dienenden Reaktor (1), wobei der Pulpe mit Erzpartikeln Erz- Magnetpartikel-Agglomerate bildende Magnetpartikel zugeführt sind, mit Mitteln (3) zur Erzeugung eines Magnetfeldes, wel- ches derart ausgestaltet ist, dass Erz-Magnetpartikel-Agglo- merate in wenigstens einen Akkumulationsbereich des Reaktors bewegt werden, und mit einer Einrichtung (3', 7) zur Abführung der Erz-Magnetpartikel-Agglomerate aus dem wenigstens einen Akkumulationsbereich (4) in wenigstens einen Sammelbereich (5), mit einer Einrichtung (6) zur Trennung der Erz- Magnetpartikel-Agglomerate in Erzpartikel und Magnetpartikel, g e k e n n e z e i c h n e t durch eine zur Behandlung von aus Erz-Magnetpartikel-Agglomeraten getrennten Magnetpartikeln ausgebildeten Behandlungseinrichtung, wobei die getrennten Magnetpartikel damit derart behandelbar sind, dass die getrennten Magnetpartikel bei erneuter Wechselwirkung mit nichtmagnetischen Erzpartikeln erneut Erz-Magnetpartikel- Agglomerate bilden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Reaktor (1) derart ausgebildet ist, dass dieser von einem festlegba- ren Pulpen-Volumenstrom, vorzugsweise mindestens 7000 Kubikmeter pro Stunde, insbesondere 10000 Kubikmeter pro Stunde bis 15000 Kubikmeter pro Stunde, durchströmbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Reaktor (1) mit dem wenigstens einen Sammelbereich (5) fluidisch verbunden ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n zeichnet, dass die Trennungseinrichtung (6) Ultraschallsender zur Abgabe von Ultraschall aufweist, deren abgebbare Leistung derart einstellbar ist, dass Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in Magnetpartikel und Erzpartikel trennbar sind.
18. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Abführeinrichtung (3', 7) Mittel (3') zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass die Erz-Magnetpartikel-Agglomerate magnetisch geführt aus dem wenigstens einen Akkumulationsbereich (4) abgeführt werden.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Reaktor
(1) eine Mehrzahl an voneinander getrennten, im strömungstechnischen Sinne parallel geschalteten Strömungskanälen (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) umfasst.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Anzahl und/oder die Ausgestaltung der Mehrzahl an Strömungskanälen (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) derart bestimmt ist, dass folgende Gleichung erfüllt ist: wobei Vmm soii der gewünschte minimale Volumenstrom durch die
Vorrichtung ist, und Vi der Volumenstrom durch den i-ten Strömungskanal, wobei i ganzzahlig ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mehrzahl an Strömungskanälen (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) während des Betriebs im Wesentlichen vom gleichen Volumenstrom (Vi) durchströmt ist, und die Anzahl (n) der Strömungskanäle (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) bestimmt ist nach:
V mm soll ,
—; - n
V1 wobei Vmm soii der gewünschte minimale Volumenstrom durch die Vorrichtung ist, und Vi der gleiche Volumenstrom durch alle i durchströmten Strömungskanäle, wobei n, i ganzzahlig sind.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mehrzahl an Strömungskanälen (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) jeweils Mittel (3) zur Erzeugung eines Erz-Magnetpartikel-Agglomerate in den wenigstens einen von dem jeweiligen Strömungskanal (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) aufgewiesenen Akkumulationsbereich (4) bewegenden Magnetfelds aufweist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens ein Strömungskanal (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) der Mehrzahl an Strömungskanälen (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) ein Verschließ- element (15, 15') zum Öffnen und Verschließen des wenigstens einen Strömungskanals (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) aufweist, so dass im geschlossenen Zustand des dem wenigstens einen Strömungskanal (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) zugeordneten Verschließelements (15, 15') der wenigstens eine Strömungskanal (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) nicht von der Pulpe (P) durchströmbar ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung (16) zur Herstellung von bei Kontakt mit Erzpartikeln Erz-Magnetpar- tikel-Agglomerate bildende Magnetpartikeln.
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