FI63526B

FI63526B - PERMANENTMAGNETSAVSKILJARE

Info

Publication number: FI63526B
Application number: FI810413A
Authority: FI
Inventors: Erkki Aukusti Laurila; Tor Meinander
Original assignee: Kone Oy
Priority date: 1981-02-11
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1983-03-31
Also published as: FI63526C; FI810413L

Description

'2‘ 63526 Tämän keksinnön kohteena on kestomagneettierotin, joka muodostuu pyörivästä rummusta, jonka kehällä on kestomagneetteja, jotka on sijoitettu niin, että niiden samannimiset navat ovat vastakkain ja niiden välissä on rummun sivuviivan suuntaiset teräspalkit ja jota rumpua ympäröi rummun mukana kulkeva päätön erotinmatto.The present invention relates to a permanent magnet separator consisting of a rotating drum having permanent magnets on the periphery so that their poles of the same name face each other and between them are steel beams parallel to the side of the drum and surrounded by an endless separator mat accompanying the drum.

Heikosti magneettisten mineraalien erottamiseen käytettävissä erottimissa tarvitaan sekä voimakas magneettikenttä, että elimiä mineraalien erottamista varten.Separators used to separate weakly magnetic minerals require both a strong magnetic field and means for separating the minerals.

Magneettikentässä vaikuttaa parämagneettiseen tai ferromagneettiseen partikkeliin voima, joka on verrannollinen suuree-2 dHThe magnetic field is affected by a magnetomagnetic or ferromagnetic particle by a force proportional to the magnitude of 2 dH

seen grad H eli suureeseen H -3— sikäli kuin kenttävoimak- dx kuuden gradientti on x-akselin suuntainen. Jos kenttävoimak-kuus on kyllin suuri aikaansaadakseen ferromagneettisessa partikkelissa magneettisen kyllästystilan, on voima taas verran-grad H, i.e. H -3— insofar as the field strength dx the gradient of the six is parallel to the x-axis. If the field strength is large enough to provide a magnetic saturation state in the ferromagnetic particle, the force is again

d Hd H

nollinen suureeseen ^χ . Kun magneettisella erottimella halutaan käsitellä heikosti magneettisia aineita, pyritään erotin konstruoimaan niin, että sen työtilassa vallitsee kenttä, jonka voimakkuus on suuri ja jolla on myös suuri gradientti. Pyrkimys suureen kenttävoimakkuuteen johtaa siihen, että erottimet on varustettu sähkömagneetein ja joissakin tapauksissa on kokeiltu myös suprajohtavien käämien avulla aikaansaatuja erittäin voimakkaita kenttiä. Hyvin suuriin gradientteihin pyrittäessä on magneetin työtilaan sijoitettu ferromagneettisista rakenneosista valmistettu matriisi, jonka osat aikaansaavat kentän deformoitumisen niin, että kentän tietyissä kohdissa gradientti saa hyvin suuria arvoja. Viimeaikoina ovat erityisen mielenkiinnon kohteena olleet sellaiset erottimet, joissa matriisina on ollut teräslankaverkoista muodostuva pakkaus tai suorastaan teräsvilla. Erottimien konstruktioperiaatteet ovat varsin moninaiset. Matriisi voi olla liikkumaton, jolloin erottimen, tai oikeastaan 'magneettisen suotimen, toiminta on jakfeollinen, tai sitten matriisi on liikkuva, jolloin siihen tarttunut magneettinen aine voidaan poistaa matriisin tultua kentän ulkopuolelle. Tähän luokkaan kuuluvaksi voidaan lukea myös tunnetut valssityyppiset erottimet. Tyypillisimpiä ovat kuitenkin erilaiset karusellierottimet.zero to the magnitude ^ χ. When a magnetic separator is intended to handle weakly magnetic substances, the aim is to construct the separator so that a field with a high intensity and also a large gradient prevails in its working space. The pursuit of high field strengths results in the separators being equipped with electromagnets and, in some cases, very strong fields produced by superconducting windings have also been tried. In pursuit of very large gradients, a matrix of ferromagnetic components is placed in the working space of the magnet, the parts of which cause the field to be deformed so that at certain points in the field the gradient acquires very large values. Recently, special interest has been given to separators in which the matrix has been a package consisting of steel wire mesh or even steel wool. The construction principles of the separators are quite diverse. The matrix may be immobile, allowing the separator, or indeed the 'magnetic filter,' to operate, or the matrix may be movable, allowing the magnetic material adhering to it to be removed once the matrix is out of the field. Known roller-type separators can also be included in this category. However, the most typical are various carousel separators.

t -3- 63526t -3- 63526

Tällaisissa erottimissa on magneetin työtila yleensä suhteellisen suuri ja siinä vallitseva kenttävoimäkkuus on suuri, vähintäänkin 0.5 T, usein kuitenkin 1 - 1,5 T. Juuri tästä johtuen nämä erottimet on varustettava sähkömagneeteilla, koska näin suurit!lavuuksisten ja näin voimakkaitten kenttien synnyttäminen kestomagneeteilla olisi joko mahdotonta tai ainakin epätaloudellista. Markkinoilla oleva kestomagneetti -erotin, kuten suomalaisessa patentissa 48535 on esitetty, rakentuukin näinollen kokonaan toiselle periaatteelle. Siinä ei ole yhtenäistä suuritilavuuksista kenttää matriiseineen, vaan erottimessa on suuri joukko yksittäisiä kestomagneettipiirejä, joiden napavälit muodostavat sellaisenaan ne työti-dHIn such separators, the working space of the magnet is usually relatively large and the prevailing field strength is high, at least 0.5 T, but often 1 to 1.5 T. It is precisely for this reason that these separators must be equipped with electromagnets, because the generation of such large and strong fields would be either impossible or at least uneconomical. The permanent magnet separator on the market, as shown in Finnish patent 48535, is thus built on a completely different principle. It does not have a uniform high-volume field with its matrices, but the separator has a large number of individual permanent magnet circuits, the pole spacing of which as such forms the working-dH

lat, jossa on suuri. Tässä erotintyypissä tapahtuu kentän kumoaminen toisen kestomagneettijärjestelmän avulla. Jotta napavälien yhteinen tilavuus olisi riittävän suuri tyydyttää van kapasiteetin saamiseksi, on pakko tyytyä vain kohtuulliseen vetovoimafunktion H^· arvoon, joka kuitenkin helposti saadaan riittävän suureksi esimerkiksi hematiitin erotusta varten. Suurempiin H^— -arvoihin voidaan päästä vain napa-välejä pienentämällä, jolloin kuitenkin erottimen kapasiteetti tulee epätaloudellisen pieneksi. Epätaloudelliseksi erityisesti siksi, että tämäntyyppinen erottimen rakenne on suhteellisen kallis.lat with a large. In this type of separator, the field is canceled by means of another permanent magnet system. In order for the common volume of the pole spacings to be large enough to obtain a satisfactory capacity, it is necessary to settle only for a reasonable value of the attraction function H ^ · which, however, is easily made large enough, for example, for the separation of hematite. Higher H 2 - values can only be achieved by reducing the pole gaps, which, however, makes the separator capacity uneconomically small. Uneconomical, especially because this type of separator structure is relatively expensive.

Nyt esillä oleva keksintö tähtää erottimeen, jolla tosin kapasiteetti ei nouse samaan luokkaan kuin edellä mainitulla erottimella (SF pat. -48535), mutta joka rakenteensa vuoksi tulee oltemaan halvempi.The present invention aims at a separator which, although the capacity does not rise to the same class as the above-mentioned separator (SF pat. -48535), but which, due to its structure, will be cheaper.

Keksinnön mukaiselle kestomagheettierottimelle on tunnusomaista se, että erotinmatto muodostuu pitkänomaisista vierekkäin asetetuista metalliliuskoista Rummun pinnan ulkopuolelle muodostuu tällöin kenttä, jonka luonnetta havainnollistavat kuvioon 2 ja 3 piirretyt kenttäviivat.The permanent magnet separator according to the invention is characterized in that the separator mat consists of elongated adjacent metal strips. A field is then formed outside the surface of the drum, the nature of which is illustrated by the field lines drawn in Figures 2 and 3.

Lähellä rummun pintaa magneettikappaleitten kohdalla vallitsee näinollen suurin piirtein rummun pinnan suuntainen kenttä. Tämä eroaa tunnetuista sähkömagneettisista erot- i '4' 63526 timista siten, että magneettikenttä on avoimessa puoliavaruudessa. Tällöin magneettikentän hyväksikäyttö on mekaanisesti helpompaa, eli rummun pinnalle voidaan helpommin tuoda matriisiksi kutsuttu, metalli liuoskoista tehty ero-tinmatto. Samoin matriisin irroitue rummun pinnalta on helpompaa kuin suljetun magneettikentän erottimissa. Jos magneettipiirit on mitoitettu tarkoituksenmukaisesti, voi tämän kentän voimakkuus lähellä rummun pintaa olla yli 2000 Oe, mikäli magneettimateriaalina on käytetty aniso-trooppisia keraamisia magneetteja. Sm^Co-magneeteilla tämä kenttä voisi olla jopa 4000 Oe, mutta tämä magneetti-materiaali on toistaiseksi liian kallista käytettäväksi tämäntapaisiin tarkoituksiin.Near the surface of the drum, there is thus a field roughly parallel to the surface of the drum at the magnetic bodies. This differs from the known electromagnetic separators '4' 63526 in that the magnetic field is in an open hemisphere. In this case, the utilization of the magnetic field is mechanically easier, i.e. a separator mat made of metal solutions, called a matrix, can be more easily introduced to the surface of the drum. Similarly, detachment of the matrix from the drum surface is easier than in closed magnetic field separators. If the magnetic circuits are dimensioned appropriately, the intensity of this field near the surface of the drum can be more than 2000 Oe if aniso-tropical ceramic magnets have been used as the magnetic material. With Sm ^ Co magnets, this field could be as high as 4000 Oe, but this magnetic material is so far too expensive to use for such purposes.

2000 Oe kenttää pidetään yleensä - ja syystäkin - liian heikkona matriisilla varustetuille erottimille, joissa matriiseina ovat uritetut levyt, kuten Jones-erottimissa, teräspallot, teräslankaverkot tai teräsvillapakkaus. Näis-sahan riittävän vetovoiman aikaansaaminen edellyttää kent-tävoimakkuuksia, jotka ovat suuruusluokkaa 10000-15000 Oe.The 2000 Oe field is generally considered - and rightly so - too weak for matrix-separated separators with grooved plates as matrices, such as Jones separators, Steel Balls, Steel Wire Mesh, or Steel Wool Packaging. Achieving sufficient traction on this saw requires field strengths in the order of 10,000-15,000 Oe.

On tietysti selvää, että 2000 Oe kenttä ei mahdollista samoja saavutusarvoja kuin mihin parhaat matriisierottimet yltävät, mutta muotoilemalla kenttää deformoivat kappaleet oikein, päästään myös 2000 Oe kentällä jo varsin merkittäviin tuloksiin. Jos kenttään nimittäin tuodaan ferromagneettinen kappale, joka on muodoltaan ja asennoltaan sellainen, että sen demagnetoimiskerroin kentän suunnassa on esimerkiksi suuruusluokkaa 0.1, magnetoituu se jo 2000 Oe kentässä lähes '> kyllästystilaan asti, jolloin vuon tiheys kappaleessa on suuruusluokkaa 20000 Gs.Of course, it is clear that the 2000 Oe field does not allow the same achievement values as the best matrix separators achieve, but by shaping the field deforming correctly, quite significant results are already achieved in the 2000 Oe field. Namely, if a ferromagnetic body is introduced into the field, the shape and position of which are such that its demagnetization coefficient in the field direction is, for example, of the order of 0.1, it is already magnetized in the 2000 Oe field almost to the saturation state, where the flux density in the body is of the order of 20,000 Gs.

Keksinnön eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että metalliliuskojen -leveys on määrätty kesto-magneetin leveydestä siten, että kestomagneetin kohdalle osuu aina vähintään kaksi metalliliuskojen välistä rakoa.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the width of the metal strips is determined by the width of the permanent magnet, so that at least two gaps between the metal strips always hit the permanent magnet.

Näinollen saadaan gradientti riittävän suureksi kentässä ja metallilistoista muodostettu erotinmatto irtoaa kohtuullisella voimalla rummun kehän pinnasta.In this way, the gradient in the field is made large enough and the separator mat formed of metal strips detaches with reasonable force from the circumferential surface of the drum.

% 63526% 63526

Keksinnön eräälle toiselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että metal li liuskojen suhde leveyteen on pienempi kuin 1/5, Tällainen suhde on kokeissa osoittautunut sopivaksi.Another embodiment of the invention is characterized in that the ratio of the metal strips to the width is less than 1/5. Such a ratio has proved to be suitable in experiments.

Keksinnön eräälle kolmannelle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että teräspalkkien kehän puoleinen pinta on pyöristetty. Näinollen ei reunoihin synny haitallista suurta gradienttia ja siis suurta vetovoimaa.A third embodiment of the invention is characterized in that the circumferential surface of the steel beams is rounded. Thus, no harmful high gradient and thus high attraction is created at the edges.

Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin avulla viittaa- TThe invention is described below by way of example with reference to T

maila oheiseen piirustukseen, jossaracket to the attached drawing, in which

Kuv, 1 esittää kestomagneettierotintä yksinkertaistettuna sivulta katsottuna.Fig. 1 shows a simplified side view of a permanent magnet separator.

Kuv. 2 esittää rummun kehää.Fig. 2 shows the circumference of the drum.

Kuv. 3 esittää suurennettuna rummun kehää ja metallilius-koja.Fig. 3 shows an enlarged view of the circumference of the drum and the metal strips.

Kuv. 4 esittää erotinmattoa kuviosta 1 suunnasta IV katsottuna.Fig. 4 shows the separator mat from Fig. 1 seen from the direction IV.

Kestomagneettierotin muodostuu pyörivästä rummusta 1, jonka kehällä on kestomagneetteja 2, ja jota ympäröi rummun mukana kulkeva päätön erotinmatto 3. Kestomagneetit 2 on sijoitettu rummun 1 kehälle niin, että niiden samannimiset navat ovat vastakkain ja niiden välissä on rummun siyuviivan suuntaiset teräspaTkit 4. Teräspalkkien 4 kehän puoleinen pinta 5 on pyöristetty. Erotinmatto 3 muodostuu pitkänomaisista vierekkäin asetetuista metalli liuskoista 6, joiden välissä on rako ja joiden leveys on määrätty kestomagneetin 2 leveydestä siten, että kestomagneetin kohdalle osuu aina vähintään kaksi metalliliuskojen 6 välistä rakoa. Metalliliuskat 6 on yhdistetty toisiinsa taipuisilla, liuskoja 6 -vastaan kohtisuorilla teräsvanteilla 7 ja näin syntynyttä erotinmattoa 3 pitää jännitettynä toinen, kevytrakenteinen rumpu 8. Paras tapa si- « 63526 joittaa metalliliuskat 6 erotinmattoon 3 on sellainen, että liuskat ovat mahdollisimman lähellä rummun 1 pintaa, jopa pinnassa kiinni. Tällöin syntyvä magneettikenttä on voimakkaampi.The permanent magnet separator consists of a rotating drum 1 having permanent magnets 2 on its circumference and surrounded by an endless separator mat 3 accompanying the drum. The permanent magnets 2 are arranged on the circumference of the drum 1 so that their poles of the same name face each other. the side surface 5 is rounded. The separator mat 3 consists of elongate juxtaposed metal strips 6 with a gap between them and the width of which is determined by the width of the permanent magnet 2 so that at least two gaps between the metal strips 6 always hit the permanent magnet. The metal strips 6 are connected to each other by flexible steel strips 7 perpendicular to the strips 6 and the resulting separator mat 3 is kept tensioned by a second, lightweight drum 8. The best way to insert the metal strips 6 into the separator mat 3 is to even stuck to the surface. The resulting magnetic field is stronger.

Syöte ohjataan joko kuivana tai lietteenä ohuena tasaisena kerroksena maton päälle syöttökaukalosta 9. Niihin listojen väleihin, jotka ovat kuvion 3 esittämään tapaan magneet-tikappaleitten kohdalla, tarttuvat syötteessä olevat heikko-magneettiset rakeet ei-magneettisen aineen poistuessa painovoiman vaikutuksesta rummulta 1' alaspäin jätteenpoistokauka-loon 10. Erotinmaton 3 irrotessa rummun 1 pinnalta häviää listojen reunoissa ja niiden väleissä ollut magneettikenttä ja rikaste putoaa alas poistokaukaloon 11. Tarpeen vaatiessa voidaan avuksi käyttää huuhtelua tai ilmapuhallusta.The feed is directed as either a dry or slurry in a thin, even layer onto the mat from the feed tray 9. The gaps between the strips, as shown in Fig. 3 for the magnetic pieces, adhere to the weak magnetic granules in the feed as the non-magnetic material exits the gravity 10. When the separating mat 3 detaches from the surface of the drum 1, the magnetic field at the edges of the strips and between them disappears and the concentrate falls down into the discharge trough 11. If necessary, rinsing or air blowing can be used as an aid.

Jotta voimakasgradienttisiin alueisiin tarttunut magneettinen rikaste saataisiin irroitetuksi täytyy erotin rakentaa niin, että metallilistoista 6 muodostuva säleikkö vedetään irti rummun magneettien vaikutuspiiristä niinkuin kuviossa 1 on esitetty. Tästä seuraa eräs rajoittava ehto konstruktiolle: listat täytyy mitoittaa niin ohuiksi ja kapeiksi, että niiden poisvetämiseen tarvittava voima pysyy kohtuullisena.In order to remove the magnetic concentrate adhering to the strong gradient areas, the separator must be constructed so that the grille consisting of the metal strips 6 is pulled away from the sphere of influence of the drum magnets, as shown in Fig. 1. This results in one limiting condition for construction: the moldings must be dimensioned so thin and narrow that the force required to pull them out remains reasonable.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments of the invention may vary within the scope of the appended claims.

%%

Claims

A permanent magnet separator consisting of a rotating drum (1) having permanent magnets (21) on its circumference, arranged so that their poles of the same name face each other and between them are steel beams (4) parallel to the side of the drum and surrounded by the drum (1) endless separator mat (3) accompanying the drum, characterized in that the separator mat (3) consists of elongate, side-by-side metal strips (6) with a gap between them.

Permanent magnet separator according to Claim 1, characterized in that the width of the metal strips is determined by the width of the permanent magnet (2) so that at least two metal gaps between the metal strips (6) always hit the permanent magnet.

Permanent magnet separator according to Claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the thickness of the metal strips (6) to the width is less than 1/5. Permanent magnet separator according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the circumferential surface (51) of the steel beams (4) is rounded.