NO763833L

NO763833L -

Info

Publication number: NO763833L
Application number: NO763833A
Authority: NO
Inventors: F F Aplan; T Mansfield
Original assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1977-05-11
Also published as: AU1944376A; SE7612178L; PT65824A; BR7607482A; DE2651137A1; JPS5286566A; NL7612490A; PT65824B; FI763217A

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for separering av magnetiske partikler fra en malm ved bruk av en superledende magnet. The invention relates to a method and an apparatus for separating magnetic particles from an ore using a superconducting magnet.

En stor mengde forskjellig metallurgiske prosesser A large number of different metallurgical processes

blir benyttet for å separere verdifulle metaller eller andre be-standdeler fra forskjellige materialer. Man har i den senere tid i stor utstrekning vendt seg mot bruken av permanente og elektromagnetiske separatorer, såsom magnetiske våttrommelsepa-ratorer til dette formål. Det mest benyttede system av denne type benyttet for våtseparering av malmer kan bare oppnå relativt lave magnetfeltstyrker (f. eks. 1200 - 2500 gauss i størr-elsesorden) og er derfor anvendbar bare med sterkt magnetiske materialer. Andre systemer hvor det benyttes tørre magnetiske separatorer, såsom kryssbeltet og induserte valseseparatorer, are used to separate valuable metals or other constituents from different materials. In recent times, there has largely been a shift towards the use of permanent and electromagnetic separators, such as magnetic wet drum separators for this purpose. The most widely used system of this type used for wet separation of ores can only achieve relatively low magnetic field strengths (e.g. 1200 - 2500 gauss in order of magnitude) and is therefore applicable only with strongly magnetic materials. Other systems where dry magnetic separators are used, such as cross-belt and induced roller separators,

kan arbeide med feltstyrke opp til 18000 gauss, men er dyre i fremstilling og kostbare i bruk på grunn av lav kapasitet. can work with field strength up to 18,000 gauss, but are expensive to manufacture and costly to use due to low capacity.

Selv om andre magnetsystemer med høy feltstyrke er blitt utvik-let for våtsepareringsanvendelser, har man funnet disse temme- Although other high field strength magnet systems have been developed for wet separation applications, these have been found tame

lig uegnet for kommersiell bruk ved behandling av lavverdige malmer, da systemene ikke kan tilveiebringe en stor volumgjen-nomgang av malm som er nødvendig for økonomisk separering av de verdifulle metaller i malmen. Derfor har man vendt seg til andre separeringsmetoder, såsom fIotasjonsprosessen, for behandling av slike lavverdige malmer. are unsuitable for commercial use when treating low-grade ores, as the systems cannot provide a large volume of ore that is necessary for economic separation of the valuable metals in the ore. Therefore, other separation methods, such as the flotation process, have been used for the treatment of such low-grade ores.

Et system som er egnet for dannelse av magnetiske feltstyrker med høy intensitet er krevet ved separering av me- A system suitable for the formation of high-intensity magnetic field strengths is required when separating me-

get svakt magnetiske partikler fra malmer, såsom "ikke-magnetiske" (også omtalt som "uvesentlig magnetiske") jernmalmer og svakt paramagnetiske materialer fra dimagnetiske materialer. obtain weakly magnetic particles from ores, such as "non-magnetic" (also referred to as "insignificantly magnetic") iron ores and weakly paramagnetic materials from dimagnetic materials.

En slik metode som kombinerer bruken av et felt med høy inten sitet med en evne til kontinuerlig å behandle store mengder malm er det sterkt behov for i industrien. Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe såvel en fremgangsmåte som et apparat for å oppnå dette. Such a method, which combines the use of a high-intensity field with an ability to continuously process large quantities of ore, is strongly needed in the industry. It is an aim of the present invention to provide both a method and an apparatus for achieving this.

., Rent generelt vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte og et apparat for separering av verdifulle magnetiske metaller eller magnetiske mineraler fra en malm på kontinuerlig basis. Spesielt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte hvor en malm, fortrinnsvis blandet med en væske eller gassformet bærer mates gjennom et hult organ med en sone som er påvirket av et magnetisk felt som er frembragt av en omgivende superledende solenoidmagnet med en feltstyrke og en feltgradient som er slik at de mer magnetiske partikler i malmen trekkes mot omkretsen av det. hule organ i områdene ved inngangen og ut-løpet av sonen, mens de mindre magnetiske partikler forblir hovedsakelig i sentrum av sonen. Innstillingen av såvel feltstyrken som feltgradienten kan gjennomføres uten tilføyelse av komponentdeler som er plasert i det hule organ, slik det vanligvis gjøres ved bruk av vanlig magnet av jerntypen. Etter gjennomgang av malmen gjennom den uoppdelte sone vil en mekanisk oppdelingsinnretning hosliggende f. eks. under den avgrensede sone separere de magnetiske partikler fra de ikke-magnetiske partikler, hvoretter hver av dem samles på egnet måte. En mag-netfeltstyrke i overkant av ca. 15000 gauss, og ofte i overkant av 20000 gauss, er generelt nødvendig for behandling av lavver-dig malm. Denne høye feltstyrke er lett oppnåbar ved bruk av superledende magneter som i den senere tid har blitt betydelig teknisk forbedret. Disse magneter gir en steil og stor økning ., In general, the present invention relates to a method and an apparatus for separating valuable magnetic metals or magnetic minerals from an ore on a continuous basis. In particular, the invention relates to a method where an ore, preferably mixed with a liquid or gaseous carrier, is fed through a hollow body with a zone that is affected by a magnetic field produced by a surrounding superconducting solenoid magnet with a field strength and a field gradient such that the more magnetic particles in the ore are drawn towards the circumference of it. hollow body in the areas at the entrance and exit of the zone, while the smaller magnetic particles remain mainly in the center of the zone. The setting of both the field strength and the field gradient can be carried out without the addition of component parts which are placed in the hollow body, as is usually done when using an ordinary magnet of the iron type. After passing through the ore through the undivided zone, a mechanical dividing device nearby, e.g. under the delimited zone separate the magnetic particles from the non-magnetic particles, after which each of them is collected in a suitable manner. A magnetic net field strength in excess of approx. 15,000 gauss, and often in excess of 20,000 gauss, are generally necessary for processing low-grade ore. This high field strength is easily achievable by using superconducting magnets, which have recently been significantly improved technically. These magnets provide a steep and large increase

i elektrisk ledningsevne når deres driftstemperaturer nærmer in electrical conductivity as their operating temperatures approach

seg absolutt null, dvs. ved temperaturer som vanligvis er mellom 0,5°K og ca. 18°K, og fortrinnsvis mellom ca. 3,0°K og ca. 6,0°K. is absolutely zero, i.e. at temperatures that are usually between 0.5°K and approx. 18°K, and preferably between approx. 3.0°K and approx. 6.0°K.

Superledende magneter er blitt fremstilt ved vikling av tråd eller bånd til en induktiv utforming. Imidlertid innbefatter senere utviklinger fremstillingen av slike magneter ved overlappende lag som inneholder et superledende materiale alter-nativt med lag som er sammensatt av ikke-superledende materiale. De superledende lag omfatter hvert en struktur av mikroskopiske partikler som er sammenbundet i sammenbindende forhold, idet grenseflaten mellom de sammenbundne partikler danner en kontinu- . erlig matriks av metallisk materiale med superledende egenska-per. Et antall metalliske materialer er egnet for bruk i denne type superledende magnet, f. eks. niob, tin,zirkon, aluminium, vanadium og silicium. De mellomliggende ikke-superledende lag er fortrinnsvis sammensatt av vanlig ledende materiale, såsom kobber, og en elektrisk isolator, såsom aluminiumoksyd. På grunn av muligheten av å fremstille disse lag i forskjellige geometriske former, som beskrevet i U.S. patentene nr. 3.407.049 og 3.440.585, kan det fremstilles en superledende magnet med tilnærmet enhver geometrisk utforming. Til oppfinnelsen ér det fortrinnsvis benyttet en sylindrisk solenoid utforming. Superconducting magnets have been produced by winding wire or tape into an inductive design. However, later developments include the manufacture of such magnets by overlapping layers containing a superconducting material alternatively with layers composed of non-superconducting material. The superconducting layers each comprise a structure of microscopic particles that are connected in a bonding relationship, with the interface between the connected particles forming a continuum. genuine matrix of metallic material with superconducting properties. A number of metallic materials are suitable for use in this type of superconducting magnet, e.g. niobium, tin, zirconium, aluminium, vanadium and silicon. The intervening non-superconducting layers are preferably composed of ordinary conductive material, such as copper, and an electrical insulator, such as aluminum oxide. Because of the ability to fabricate these layers in various geometric shapes, as described in U.S. Pat. patents no. 3,407,049 and 3,440,585, a superconducting magnet can be produced with almost any geometric design. A cylindrical solenoid design is preferably used for the invention.

Bæremediet som benyttes ved oppfinnelsen for å tran-sportere malmen gjennom magnetfeltet er fortrinnsvis en ikke reaktiv væske eller gass, såsom vann eller luft. Andre inerte gasser, såsom argon, nitrogen, helium og lignende, kan også tilfredsstillende benyttes ved oppfinnelsen. Bæremediet er be-regnet primært på å være et redskap for malmen, slik at malmen kan gravitasjonsmates og/eller pumpes gjennom den avgrensede sone på en strømlignende måte hvorved magnetfeltet i sonen kan virke på malmen for å separere de magnetiske fra de ikke-magnetiske partikler. Med ikke-magnetiske partikler menes partikler som er mindre magnetiske enn de magnetiske partikler som det er ønsket å adskille fra malmen. Etter at den vesentlige magnetiske separering av partiklene er gjennomført, blir bæremediet mekanisk oppdelt i to segmenter, hvorav ett inneholder de magnetiske partikler og det andre inneholder de ikke-magnetiske partikler. Deretter blir segmentet som inneholder de magnetiske partikler The carrier medium used in the invention to transport the ore through the magnetic field is preferably a non-reactive liquid or gas, such as water or air. Other inert gases, such as argon, nitrogen, helium and the like, can also be satisfactorily used in the invention. The carrier medium is designed primarily to be a tool for the ore, so that the ore can be gravitationally fed and/or pumped through the delimited zone in a current-like manner whereby the magnetic field in the zone can act on the ore to separate the magnetic from the non-magnetic particles . By non-magnetic particles is meant particles that are less magnetic than the magnetic particles that it is desired to separate from the ore. After the substantial magnetic separation of the particles has been carried out, the carrier medium is mechanically divided into two segments, one of which contains the magnetic particles and the other contains the non-magnetic particles. Then becomes the segment containing the magnetic particles

av bæremediet på egnet måte oppsamlet og videre behandlet med konvensjonelle innretninger for å trekke ut de verdifulle metaller og/eller mineraler. Hastigheten for det malmholdige bæremedium gjennom den magnetisk avgrensede sone er variabel og vil avhenge blant andre ting av størrelsen til den avgrensede sone, tettheten av de magnetiske partikler i malmen, størrelsen av partiklene som behandles og feltstyrken og feltgradienten til det magnetiske felt som benyttes. Generelt bør hastigheten væ-re innstilt slik at det magnetiske felt vil ha tilstrekkelig tid til i det vesentlige å separere de magnetiske partikler fra de ikke-magnetiske partikler i det malmholdige bæremedium før of the carrier medium collected in a suitable manner and further processed with conventional devices to extract the valuable metals and/or minerals. The speed of the ore-containing carrier medium through the magnetically delimited zone is variable and will depend, among other things, on the size of the delimited zone, the density of the magnetic particles in the ore, the size of the particles being processed and the field strength and field gradient of the magnetic field used. In general, the speed should be set so that the magnetic field will have sufficient time to essentially separate the magnetic particles from the non-magnetic particles in the ore-containing carrier medium before

mediet oppdeles mekanisk og deretter oppsamles adskilt. Det éf også mulig å varierelaseringeng størrelsen til den mekaniske oppdelingsinnretning i den magnetisk avgrensede sone for å passe til den magnetiske partikkeltetthet og størrelse, bæremediets strømningshastighet og den magnetiske feltstyrke og gradient-styrke, slik at i det vesentlige alle de magnetiske partikler vil bli trukket til omkretsområdet av sonen før de når den mekaniske oppdelingsinnretning. the medium is broken down mechanically and then collected separately. It is also possible to varythe laserg the size of the mechanical dividing device in the magnetically bounded zone to suit the magnetic particle density and size, the flow rate of the carrier medium and the magnetic field strength and gradient strength, so that essentially all the magnetic particles will be drawn to the peripheral area of the zone before they reach the mechanical separation device.

Den eksakte partikkelstørrelse for malmen som blir behandlet kan variere innen vide grenser, da den vil være av-hengig av den spesielle feltstyrke, feltgradienten, strømnings-hastigheten, bæremediet og apparatets utforming. Selv om en partikkelstørrelse på 10 Tyler mesh og finere er funnet fordel-aktig, er et smalt område for partikkelstørrelsen å foretrekke. F. eks. bør størrelsen for grove partikler større enn 100 Tyler mesh bli begrenset hvorved den største partikkel ikke er større i størrelse enn ca. tre ganger størrelsen for den minste partikkel. Størrelsesvariasj'onen for fine partikler mindre enn The exact particle size for the ore being treated can vary within wide limits, as it will depend on the particular field strength, the field gradient, the flow rate, the carrier medium and the design of the apparatus. Although a particle size of 10 Tyler mesh and finer has been found advantageous, a narrow range for the particle size is preferable. For example should the size for coarse particles larger than 100 Tyler mesh be limited whereby the largest particle is no larger in size than approx. three times the size of the smallest particle. The size variation for fine particles less than

100 Tyler mesh kan variere sterkt selv om et forhold på 15 - 1 mellom den største partikkel og den minste partikkel er å foretrekke . 100 Tyler mesh can vary greatly although a ratio of 15 to 1 between the largest particle and the smallest particle is preferable.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et vertikalt riss, delvis i snitt av et apparat som er egnet for gjennomføring.av oppfinnelsen, In the following, the invention will be explained in more detail with the help of an embodiment shown in the drawing, which shows: fig. 1 a vertical view, partly in section, of an apparatus which is suitable for carrying out the invention,

fig. 2 et tverrsnitt av apparatet på fig. 1 langs linjen 2-2, fig. 2 a cross-section of the device in fig. 1 along the line 2-2,

fig. 3 en del av apparatet på fig. 1 med inntegnet det magnetiske fluksmønster som frembringes med apparatet. fig. 3 a part of the apparatus in fig. 1 with the magnetic flux pattern produced by the device drawn in.

Tegningen viser et apparat 10 som omfatter en superledende solenoidmagnet 12 som omgir et hult rør 14 med en inn-løpsåpning 16 ved den øvre del gjennom hvilken et malmholdig bæremedium 15 mates. Røret 14 er festet til en flensplate 18 som på sin side er festet til platen 20, idet begge plater er utstyrt med konsentriske åpninger for å bevirke en kontinuerlig mating gjennom åpningen ved drift av systemet. Et andre rør 22 er festet til platen 20 og er innrettet med røret 14 for å tilveiebringe en kontinuerlig sjakt 24 gjennom hvilken det magnetiske malmholdige bæremedium ved omkretsområdet av røret 14 kan passere upåvirket. Tynne radialstenger 36 og 38 på platen 20 og radielle stenger 39. og 40 på flensen 18 tilveiebringer den eneste hindring for strømmen av materiale gjennom sjakten The drawing shows an apparatus 10 which comprises a superconducting solenoid magnet 12 which surrounds a hollow tube 14 with an inlet opening 16 at the upper part through which an ore-containing carrier medium 15 is fed. The tube 14 is attached to a flange plate 18 which in turn is attached to the plate 20, both plates being equipped with concentric openings to effect a continuous feed through the opening during operation of the system. A second tube 22 is attached to the plate 20 and is aligned with the tube 14 to provide a continuous shaft 24 through which the magnetic ore-bearing carrier medium at the circumferential region of the tube 14 can pass unaffected. Thin radial bars 36 and 38 on plate 20 and radial bars 39 and 40 on flange 18 provide the only obstruction to the flow of material through the chute

24. Et smalere sylindrisk rør 26 er sentrert i sjakten 24 under enden ,til den superledende solenoidmagnet eller ved hjelp 24. A narrower cylindrical tube 26 is centered in the shaft 24 below the end, to the superconducting solenoid magnet or by

av en hylse 28, som ligger an mot stengene 39 og 40 på flensen 18. Dette rør har en åpning 30 ved en ende og en utløpsåpning 32 ved den andre ende, gjennom hvilken ikke-magnetisk malmholdig bæremedium som opptar sentralområdet av røret 14 kan passere. Det magnetiske, malmholdige bæremedium som passerer gjen*-nom sjakten 24 er rettet ved hjelp av rørsegmentet 22 tilwin-kelkanalen 34 fra hvilken det på egnet måte føres ut og samles ved hjelp av egnede ikke viste innretninger. of a sleeve 28, which rests against the rods 39 and 40 of the flange 18. This tube has an opening 30 at one end and an outlet opening 32 at the other end, through which the non-magnetic ore-containing carrier medium occupying the central area of the tube 14 can pass . The magnetic ore-containing carrier medium that passes through the shaft 24 is directed by means of the pipe segment 22 to the angle channel 34 from which it is suitably led out and collected by means of suitable devices not shown.

Fig. 2 viser den indre konstruksjon av platen 20, røret 26 og kanalen 34 mer detaljert. Hylsen 28 er stivt festet til platen 20 ved støttestenger 36 og 38. Selv om hylsen 28 er vist i form av to halvsirkulære segmenter, kan på tilfredsstillende måte også en hel konstruksjon med i det vesentlige enhver form anordnes hvis den ikke på uønsket måte hind-rer strømmen av magnetisk, malmholdig bæremedium. Fig. 2 shows the internal construction of the plate 20, the tube 26 and the channel 34 in more detail. The sleeve 28 is rigidly attached to the plate 20 by support rods 36 and 38. Although the sleeve 28 is shown in the form of two semi-circular segments, a complete construction of essentially any shape can also be satisfactorily arranged if it does not undesirably hinder stirs the flow of magnetic, ore-containing carrier medium.

Ved gjennomføring av oppfinnelsen blir malm blandet med et bæremedium, såsom luft eller vann, pumpet og/eller gra-vitasjonsmatet gjennom åpningen 16 inn i røret 14. Samtidig aktiveres den superledende solenoidmagnet 12 ved hjelp av konvensjonelle innretninger (ikke vist) for dannelsen av et magnetisk felt i banen til malmen og dannelse av magnetisk felt-gradienter i områdene hosliggende endene av den superledende solenoidmagnet 12, hvor malmen går inn og går ut av den avgrensede sone 17 som omgis av den superledende solenoidmagnet 12. Feltstyrken og feltgradienten blir innstilt på det spesielle størrelsesområde for partiklene i malmen som skal behandles, det benyttede bæremedium, tettheten til de magnetiske partikler som skal separeres og strømningshastigheten for det malmholdige medium gjennom sonen. De magnetiske partikler 11 When carrying out the invention, ore is mixed with a carrier medium, such as air or water, pumped and/or gravity-fed through the opening 16 into the pipe 14. At the same time, the superconducting solenoid magnet 12 is activated by means of conventional devices (not shown) for the formation of a magnetic field in the path of the ore and formation of magnetic field gradients in the areas adjacent to the ends of the superconducting solenoid magnet 12, where the ore enters and exits the delimited zone 17 surrounded by the superconducting solenoid magnet 12. The field strength and field gradient are adjusted to particular size range for the particles in the ore to be treated, the carrier medium used, the density of the magnetic particles to be separated and the flow rate of the ore-containing medium through the zone. The magnetic particles 11

i det malmhodige bæremedium 15 blir trukket til omkretsen av sjakten 24 mot den indre vegg av røret 14 i det vesentlige bare ved steder hosliggende den øvre og den nedre endedel av den superledende solenoidmagnet 12, som beskrevet nedenfor i forbindelse med fig. 3. De ikke-magnetiske partikler 13 i in the ore-like carrier medium 15 is drawn to the circumference of the shaft 24 against the inner wall of the pipe 14 essentially only at locations adjacent to the upper and lower end parts of the superconducting solenoid magnet 12, as described below in connection with fig. 3. The non-magnetic particles 13 i

mediet blir upåvirket av det magnetiske felt fra den superledende solenoidmagnet 12 og forblir derfor i det vesentlige ved sentrum av røret 14. Mekanisk separering gjennomføres av røret 26 som ligger under utløpsenden til den superledende solenoidmagnet 12 ,og utformet slik at den oppsamler bæremediet som inneholder ikke-magnetiske partikler, mens den tillater bæremedium som inneholder magnetiske partikler å passere uhindret. I av-hengighet av egenskapene for malm som behandles og størrelsen og utformingen av det magnetiske felt som frembringes av den superledende magnet 12 kan røret 26 innstilles vertikalt langs den langsgående akse for sjakten 24 og/eller diameteren kan varieres slik at den vil være i en optimal stilling for oppsamling av det malmholdige bæremedium ved sentrum av sjakten. Således er åpningen 30 til røret 26 plasert nær den nedre del av den superledende magnet 12 for å være i en stilling for øye-blikkelig oppsamling av bæremediet som inneholder separerte ikke-magnetiske partikler. På denne måte oppnås en hurtig og effektiv separering av partiklene. the medium is unaffected by the magnetic field from the superconducting solenoid magnet 12 and therefore remains essentially at the center of the pipe 14. Mechanical separation is carried out by the pipe 26 which lies below the outlet end of the superconducting solenoid magnet 12 and is designed so that it collects the carrier medium which does not contain -magnetic particles, while allowing carrier medium containing magnetic particles to pass unhindered. Depending on the properties of the ore being processed and the size and shape of the magnetic field produced by the superconducting magnet 12, the pipe 26 can be set vertically along the longitudinal axis of the shaft 24 and/or the diameter can be varied so that it will be in a optimal position for collecting the ore-containing carrier medium at the center of the shaft. Thus, the opening 30 of the tube 26 is positioned near the lower portion of the superconducting magnet 12 to be in a position for instantaneous collection of the carrier medium containing separated non-magnetic particles. In this way, a quick and efficient separation of the particles is achieved.

Fig. 3 viser en del av apparatet på fig. 1 hvor den superledende solenoidmagnet 12 frembringer et fluksmønster som er karakteristisk for solenoidmagneter, hvilket mønster er betegnet med 50. De magnetiske feltgradientkrefter i området i nærheten av den øvre, dvs. ingangsdelen til den superledende solenoidmagnet 12, er betegnet med 52. Den magnetiske feltstyrke til den superledende solenoidmagnet 12 innstilles til en egnet verdi, f. eks. 15000 gauss eller høyere, og det frem-kommer således et sterkt magnetisk felt med en vesentlig magnetisk feltgradient i området hosliggende inngangsdelen til Fig. 3 shows a part of the apparatus in fig. 1 where the superconducting solenoid magnet 12 produces a flux pattern characteristic of solenoid magnets, which pattern is denoted by 50. The magnetic field gradient forces in the region near the upper, i.e. the entrance part of the superconducting solenoid magnet 12, is denoted by 52. The magnetic field strength until the superconducting solenoid magnet 12 is set to a suitable value, e.g. 15,000 gauss or higher, and a strong magnetic field with a significant magnetic field gradient is thus produced in the area adjacent to the entrance part of

den superledende solenoidmagnet 12 som omgir sonen 17. Således er den magnetiske feltgradientkraft som er indikert ved 52 vesentlig og utgjør rproduktet av feltstyrken (H) og den the superconducting solenoid magnet 12 surrounding the zone 17. Thus the magnetic field gradient force indicated at 52 is substantial and constitutes the rproduct of the field strength (H) and the

dH dH

^ ^ dr (avstand) ^ ^ ^ magnetiske feltgradient -3— Følgelig blir de magnetiske partikler 11 i det malmholdige bæremedium 15 rettet ^ ^ dr (distance) ^ ^ ^ magnetic field gradient -3— Consequently, the magnetic particles 11 in the ore-containing carrier medium 15 are directed

mot den indre vegg av røret 14 i området hosliggende den øvre ende til det superledende solenoid 12. I sentralområdet 56 o i sonen 17 som er omgitt av den superledende solenoidmagnet 12 against the inner wall of the pipe 14 in the area adjacent to the upper end of the superconducting solenoid 12. In the central area 56 o in the zone 17 which is surrounded by the superconducting solenoid magnet 12

dH dH

er den magnetiske feltgradient ^ minimal, slik det er til-felle med solenoidmagneter, og det er i det vesentlige ingen separering av magnetiske partikler i dette sentrale område, da is the magnetic field gradient ^ minimal, as is the case with solenoid magnets, and there is essentially no separation of magnetic particles in this central region, then

dH dH

den magnetiske kraft, H . -r-, er minimal. I området hosligg- the magnetic force, H . -r-, is minimal. In the residential area

ende den nedre, dvs. utløpsdelen av den superledende solenoidmagnet 12, er den magnetiske feltgradientkraft som er indikert ved 54 vesentlig og sammenlignbar med kreftene 52 i inngangsom-rådet og ekstra magnetiske partikler som er tilbake i det malmholdige bæremedium 15 blir rettet mot omkretsen av sjakten 24 at the lower end, i.e. the outlet part of the superconducting solenoid magnet 12, the magnetic field gradient force indicated at 54 is substantial and comparable to the forces 52 in the entry region and extra magnetic particles that are back in the ore-containing carrier medium 15 are directed towards the circumference of the shaft 24

mot den indre vegg av røret 14. Således ved foreliggende oppfinnelse opptrer den magnetiske separering i det vesentlige i områder hvor det malmholdige bæremedium går inn i og går ut av sonen 17 som omsluttes av den omgivende superledende solenoidmagnet 12. against the inner wall of the pipe 14. Thus, in the present invention, the magnetic separation essentially occurs in areas where the ore-containing carrier medium enters and exits the zone 17 which is enclosed by the surrounding superconducting solenoid magnet 12.

Selv om det ved bruken av en superledende solenpid-magnét ved foreliggende oppfinnelse kan oppnås meget sterke magnetiske felt da superledende magneter ikke er begrenset av den magnetiske metning av kjernematerialet, slik som ved vanlige elektromagneter, og de sterke magnetiske felt som oppnås mulig-gjør magnetisk separering i områder med vesentlige feltgradien-ter hosliggende til endene på en superledende solenoid elektro-magnet. Bruken av en solenoidanordning ved foreliggende oppfinnelse tillater behandlingen av store gjennomgangsvolumer av svakt magnetiske malmer, da sonen som avgrenses av det superledende solenoid er uhindret av magnetiske innretninger eller oppsamlingsinnretninger. Even though by using a superconducting solenpid magnet in the present invention, very strong magnetic fields can be obtained as superconducting magnets are not limited by the magnetic saturation of the core material, as with ordinary electromagnets, and the strong magnetic fields that are obtained enable magnetic separation in areas with significant field gradients adjacent to the ends of a superconducting solenoid electromagnet. The use of a solenoid device in the present invention allows the treatment of large through volumes of weakly magnetic ores, as the zone delimited by the superconducting solenoid is unobstructed by magnetic devices or collection devices.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan otimaliseres ved riktig valg av systemets variable komponent. F. eks. kan bedre bevegelse av malmpartiklene i bæremediet oppnås ved bruk av et bæremedium:. med relativt lav effektiv viskositet og/eller ved separering av malmpartiklene i forskjellige størrelser før behandlingen i henhold til opfinnelsen. Således kan den. magnetiske feltstyrke og feltgradienten innstiles for å tilpasses til de spesielle partikkelstørrelser i malmen, slik at de magnetiske partikler kan separeres fra de ikke-magnetiske eller mindre magnetiske partikler på en effektiv måte. Et egnet malmholdig bæremedium kan fremstilles ved å holde konsentrasjonen av. malm i bæremediet ved egnede lave nivåer, men ikke så lavt at dette alvorlig påvirker gjennomgangshastigheten for malmen gjennom det magnetiske felt, idet slike magnetiske felt fortrinnsvis er større enn ca. 25000 gauss. Feltgradienten kan aksentueres og lokaliseres ved innføring av et Maxwell-par i systemet for å modulere feltet som dannes av den superledende magnet. Større separering av partiklene kan oppnås hvis bære mediet som inneholder ikke-magnetiske partikler som oppsamles i røret 26 resirkuleres minst en gang tilbake i den samme eller en annen separator. Dette kan gjennomføres ved enten tilføyel-se- :av parallellforbundne separatorer eller ved å modifisere den opprinnelige separator ved å tilføye en tilbakeføringsinnret-ning hvorved utgangen fra røret 26 kan føres tilbake til systemet. The method according to the invention can be optimized by the correct choice of the system's variable component. For example better movement of the ore particles in the carrier medium can be achieved by using a carrier medium: with a relatively low effective viscosity and/or by separating the ore particles into different sizes before the treatment according to the invention. Thus it can. magnetic field strength and the field gradient are set to adapt to the particular particle sizes in the ore, so that the magnetic particles can be separated from the non-magnetic or less magnetic particles in an efficient manner. A suitable ore-containing carrier medium can be prepared by keeping the concentration off. ore in the carrier medium at suitably low levels, but not so low that this seriously affects the rate of passage of the ore through the magnetic field, such magnetic fields preferably being greater than approx. 25000 gauss. The field gradient can be accentuated and localized by introducing a Maxwell pair into the system to modulate the field generated by the superconducting magnet. Greater separation of the particles can be achieved if the carrier medium containing non-magnetic particles collected in the pipe 26 is recycled at least once back into the same or another separator. This can be done by either adding separators connected in parallel or by modifying the original separator by adding a return device whereby the output from the pipe 26 can be returned to the system.

Det er hensiktsmessig og i noen tilfeller nødvendig å fjerne partiklene med stor magnetisk susetibilitet fra malmen med vanlige magnetiske separatorinnretninger før matingen av malmen inn i separatoren i henhold til oppfinnelsen for å-for-hindre sterkt magnetiske partikler fra å bli festet til den indre vegg på røret i separeringssonen. Denne tiltrekning og oppbygging av sterkt magnetiske partikler på innerveggen vil hemme og begrense den frie strøm av malmholdig bæremedium gjennom separatoren. Ved behandling av et malmholdig bæremedium med partikler med meget forskjellig magnetisk susetibilitet vil det være tilrådelig å anordne et system sammensatt av en serie av magnetiske separatorer som hver har forskjellig feltstyrke og feltgradient, slik at hver vil tiltrekke partikler med forskjellig magnetisk susetibilitet. It is appropriate and in some cases necessary to remove the particles with high magnetic susceptibility from the ore with conventional magnetic separator devices before feeding the ore into the separator according to the invention in order to prevent strongly magnetic particles from being attached to the inner wall of the tube in the separation zone. This attraction and build-up of strongly magnetic particles on the inner wall will inhibit and limit the free flow of ore-containing carrier medium through the separator. When treating an ore-containing carrier medium with particles of very different magnetic susceptibility, it would be advisable to arrange a system composed of a series of magnetic separators, each of which has a different field strength and field gradient, so that each will attract particles of different magnetic susceptibility.

Det hule rør 14 og i mindre grad røret 26 må bygges opp av et materiale som ikke uheldig vil påvirke den magnetiske feltstyrke til systemet. Materialer, såsom messing, kobber, aluminium og lignende-er meget egnet. The hollow pipe 14 and, to a lesser extent, the pipe 26 must be built up of a material that will not adversely affect the magnetic field strength of the system. Materials such as brass, copper, aluminum and the like are very suitable.

Oppfinnelsen skal ytterligere illustreres ved hjelp av følgende eksempel: The invention shall be further illustrated by means of the following example:

■ Eksempel ■ Example

Et messingrør med en lengde på 68,6 cm og med en indre diameter på 3,3 cm ble plasert i den sentrale del av en i det vesentlige sylindrisk superledende solenoidmagnet. Magneten var 22,2 cm lang og 15,2 cm i diameter og var konstruert av niobtinn-vindinger. Magneten ble neddykket i flytende helium (under 4,6°K) i en spesielt utformet kryogenisk dewar-flaske.. Et andre messingrør med en lengde på 6,4 cm med en indre diameter på 2,5 cm ble plasert i det større rør like under den nedre del av den superledende magnet. En jernmalm som var svakt magnetisk og besto primært av goetitt og kvarts ble knust, slik at partiklene kunne passere gjennom en sikt med en gjénnomgangsstørrelse på 28 Tyler mesh og finere. En oppslemitf-ing av vann og knust jernmalm ble.gravitasjonsmatet inn i det større messingrør og passerte derved gjennom magnetfeltet som ble oppbygget av den superledende magnet. Magnetfeltstyrken ble satt til ca. 15000 gauss for denne malm og jernmineralet, goetitt, inneholdt i denne ble lett gjenvunnet under fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor. To gjennomganger ble utført gjennom separatoren med følgende resultater. Den magnetiske partikkelholdige oppslemming fra den andre gjennomføring, hen- . vist til som konsentrat, ble analysert og funnet å inneholde 41,1 % jern. Den ikke-magnetiske partikkelholdige oppslemming fra den andre gjennomføring, betegnet som mellomprodukt-, ble funnet å inneholde 32,6 % jern, mens den ikke-magnetiske partikkelholdige oppslemming fra den første gjennomgang, betegnet som avgang, analytisk viste et innhold på 14,3 % jern. Den to-tale gjenvinning av jern fra konsentratet pluss mellomproduktene var 83 %. A brass tube 68.6 cm long and with an inner diameter of 3.3 cm was placed in the central part of a substantially cylindrical superconducting solenoid magnet. The magnet was 22.2 cm long and 15.2 cm in diameter and was constructed of niobium tin windings. The magnet was immersed in liquid helium (below 4.6°K) in a specially designed cryogenic dewar bottle.. A second brass tube 6.4 cm long with an inner diameter of 2.5 cm was placed inside the larger tube just below the lower part of the superconducting magnet. An iron ore that was weakly magnetic and consisted primarily of goethite and quartz was crushed, allowing the particles to pass through a sieve with a mesh size of 28 Tyler mesh and finer. A slurry of water and crushed iron ore was gravity fed into the larger brass tube and thereby passed through the magnetic field built up by the superconducting magnet. The magnetic field strength was set to approx. 15,000 gauss for this ore and the iron mineral, goethite, contained therein was easily recovered under the process described above. Two passes were made through the separator with the following results. The magnetic particle-containing slurry from the second passage, hen- . shown as concentrate, was analyzed and found to contain 41.1% iron. The non-magnetic particulate slurry from the second pass, designated as intermediate, was found to contain 32.6% iron, while the non-magnetic particulate slurry from the first pass, designated as waste, analytically showed a content of 14.3 % iron. The two-fold recovery of iron from the concentrate plus the intermediates was 83%.

Ved bruk av den samme malm, men ved begrensing av partikkelstørrelsen til mellom 28 Tyler mesh-størrelsen og 48 Using the same ore but limiting the particle size to between 28 Tyler mesh size and 48

Tyler mesh-størrelsen, og ved å følge den samme fremgangsmåte Tyler mesh size, and by following the same procedure

som ovenfor, ble et konsentrat frembragt som ved analyse viste seg å inneholde 43,8 % jern. En analyse av mellomproduktet i: as above, a concentrate was produced which on analysis was found to contain 43.8% iron. An analysis of the intermediate in:

og avgangen viste et jerninnhold på 28,3 % og 4,7 %. Den tota- and the residue showed an iron content of 28.3% and 4.7%. The total

le gjenvinning av jern fra konsentratet pluss mellomproduktet.'le recovery of iron from the concentrate plus the intermediate product.'

ved bruk av dette snevrere partikkelstørrelsesområde'var 93,5 %. Ved således å regulere partikkelstørrelsen ble gjenvinningen using this narrower particle size range' was 93.5%. By thus regulating the particle size, the recovery was

av jern forbedret. of iron improved.

Konstruksjonsgrad og gjenvinning kan også forbedres Construction grade and recycling can also be improved

ved optimalisering av feltstyrken og feltgradienten og/eller ved bruk av flere gjennomganger gjennom separatoren. by optimizing the field strength and field gradient and/or by using several passes through the separator.

Et stort antall malmer kan behandles i henhold til oppfinnelsen sålenge metallet eller mineralet som skal gjenvin- A large number of ores can be treated according to the invention as long as the metal or mineral to be recovered

nes er følsomt for magnetisk påvirkning. Noen typiske eksemp- nes is sensitive to magnetic influence. Some typical examples

ler for materialer som kan separeres fra malm i henhold til oppfinnelsen innbefatter karnotitt, kromitt, garnieritt, geo- clays for materials that can be separated from ore according to the invention include carnotite, chromite, garnerite, geo-

titt, hematitt, ilmenitt, monazitt, rhodokrositt, mangano- tite, hematite, ilmenite, monazite, rhodochrosite, mangano-

dolomitt og sideritt fra deres mindre magnetiske gangmaterialpartikler såvel som mangandioksyd-mineraler, molybdenoksyd-mineraler, vanadiumlag-mineraler, jernmineraler, niob-minera- dolomite and siderite from their less magnetic gangue material particles as well as manganese dioxide minerals, molybdenum oxide minerals, vanadium layer minerals, iron minerals, niobium minerals

ler og wolfram-mineraler fra deres respektive malmer, pyritt fra kull og ikke-mineralsk kromkarbid fra slagg. clay and tungsten minerals from their respective ores, pyrite from coal and non-mineral chromium carbide from slag.

Det ovenfor angitte eksempel illustrerer bare en ut-førelse av oppfinnelsen, og mange modifikasjoner er mulig innen-for oppfinnelsens ramme.. The example given above only illustrates one embodiment of the invention, and many modifications are possible within the scope of the invention.

Claims

1. Method for separating particles with magnetic susceptibility in an ore, characterized by: a) that an ore in particulate form is added to a carrier medium, b) that the carrier medium containing the ore is passed through a defined zone surrounded by a superconducting solenoid magnet and is affected by a magnetic field formed by the superconducting solenoid magnet, so that the particles with magnetic susceptibility in the ore are drawn towards the perimeter of the zone essentially only in the areas where the ore is fed into and exits the zone, while particles without magnetic susceptibility remain in the essential in the central vicinity of the zone and c) that the magnetic particles in the ore-containing carrier medium at the periphery are mechanically separated from the carrier medium with non-magnetic particles in the central part at the exit from the zone.

2. Method according to claim 1, characterized in that the strength of the magnetic field formed in step b is set above approx. 15000 gauss.

3. Method according to claim 1, characterized in that the particle size for the ore in particle form in step a is set to less than approx. 10 Tyler mesh.

4. Method according to claim 1, characterized in that the particle size for the ore in particle form in step a is set larger than approx. 100 Tyler mesh and has no particles larger than approx. three times the size of the smallest particles.

5. Method according to claim 1, characterized in that the particle size for the ore in particle form in step a is set to less than approx. 100~Tyler mesh.

6. Method according to claim 5, characterized in that the particle size for the ore in particle form in step a is smaller than approx. 100 Tyler mesh and has no particles larger than approx. 15 times the size for the smallest particles.

7. Method according to claim 1, characterized in that the particles with magnetic susceptibility to be separated from an ore are selected from the group consisting of carnotite, chromite, garnerite, goethite, hematite, ilmenite, monazite, rhodochrosite, mangano-dolomite and siderite from their less magnetic gangue material particles, as well as manganese dioxide minerals, molybdenum oxide minerals, vanadium layer minerals, iron minerals, niobium minerals and tungsten minerals from their representative ores, pyrite from coal and non-mineral chromium carbide from slag.

8. Method according to claim 1, characterized in that the carrier medium is selected from the group consisting of water, air, ■ argon, nitrogen and helium.

9. Method according to claim 1, characterized in that in step b the delimited zone is a cylindrical zone and that the ore-containing carrier medium is gravity fed through the cylindrical zone.

10. Method according to claim 1, characterized in that in step b the delimited zone is a cylindrical zone and that the ore-containing carrier medium is pumped through the cylindrical zone.

11. Apparatus for separating particles with magnetic susceptibility from an ore, characterized in that it comprises a first hollow body which is affected by a magnetic field formed by a superconducting magnetic device along part of its axial length, a second hollow body smaller than and concentrically placed in the first hollow body and axially placed under the magnetic field, and a device for guiding the outlet from the first and the second hollow body in separate directions.

12. Apparatus according to claim 11, characterized in that the hollow members are cylindrical parts.

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that devices have been added for dividing at least part of the outlet from the second cylindrical body back to the first cylindrical body.