SE176638C1 - Magnetisk separator - Google Patents

Description

KLASS 1 b:3 INT. KLASS B 03 c PATENTTID FRAN DEN 19 JANUAR' 1957 BEVIL7AT DEN 20 JUL! 1961 PUBLICERAT DEN 26 SEPTEMBER 1961 ATM 569/1957 den 19/1 1957Hdrtill en ritning R G FORRER, STRASBOURG, FRANKRIKE Magnetisk separator Prioritet begard [ran den 19 januari 1956 (Frankrike) Manga malmer, vilka anvandas vid metallurgiska forfaranden aro paramagnetiska. Detta är exempelvis f allet vid malmer innehallande jam eller mangan. I sitt ursprungliga till-stand aro dessa malmer ofta forenade med icke-magnetiska bestandsdelar, s. k. gangarter. Det är lampligt att franskilja dessa gang-after, vilka ofta fors-yam efterfoljande operationer eller gra dent dyrare.

Ovannamnda malmer aro ofta vata antingen redan i sitt ursprungliga skick eller som foljd av inledande behandling. De nuvarande separatorerna, exempelvis separatorer med roterande armatur, kunna joke med fordel arbeta annat an med noggrant torkade malmer. Men denna torkning gör deras anvandning dyrbar.

Foreliggande uppfinning avser en magnetisk separator for magnetisk separation av olika magnetiska partiklar i vatskesuspension, vilket medger ett eliminerande av torkningen varjamte man erhaller en mera ekonomisk separation.

Den magnetiska separatorn enligt foreliggande uppfinning kannetecknas i huvudsak av tva polskor, vilkas aktiva ytor aro anordnade pa kort avstand frail varandra for att alstra ett starkt kraftfalt och som ha ett vagformigt eller liknande tvarsnitt vinkelratt mot suspensionens stromningsriktning, varigenom de alstrade magnetiska falten i varje punkt komma att bliva olikformiga, varvid de magnetiska draningskrafterna verka alternativt mot den ena eller den andra av polskornas yta och delta utan diskontinuitet under det att vissa zoner i det Indian polskorna bildade gapet ha en svagare intensitet och olikformighet av magnetfaltet, si att under en separation tatheten hos de magnetiska partiklarna dar är mindre och sä att en slags magnetisk kanal som bildas av polskorna och av en magnetisk sparr bildad av namnda zoner vani olikformigheten hos faltet multiplicerad med dess intensitet uppnar maximalt varde, kvarhailer de magnetiska partiklarna, varvid de salunda anordnade och utformade polskorna dessutom aro kombinerade med medel for att bringa vatskesuspensionen att cirkulera mellan dem, sa att paramagnetiska eller svagt ferromagnetiska partiklar folja den magnetiska kanalen, under det att joke magnetiska partiklar avlagsnas utanfOr kanalen.

Ett annat kannetecken for foreliggande uppfinning ir att median for att bringa vatskesuspensionen att cirkulera besta av spontana virvlar alstrade av cirkulationen av vatskesuspensionen mellan polskorna.

Ett annat kannetecken for foreliggande uppfinnig är att medlen for att bringa vatskesuspensionen alt cirkulera hesta av den centrifugalkraft som utvecklas i vatskestrommen pa grund av polskornas speciella utformning.

Ett annat kannetecken for foreliggande uppfinning Or att medlen fOr att bringa vatskesuspensionen att cUikulera bestâ av en sned vattenstrom uppifran och ned i den magnetiska kanalen. linnu ett kannetecken for foreliggande uppfinning ar att polskorna Oro utforda av en legering med bade hog magnetisk mattningsgrad °eh hog mekanisk Mrdliet.

Uppfinningen kommer att fortydligas i foljande beskrivning i form av ett antal exemplifierande utforingsformer. Dessa angivas joke pa nagot satt i begransande syfte och illustreras pa bifogade ritning varvid fig. 1 visar en schematisk perspektivvy av en utforingsform pa polskorna, fig. 2 visar ett horisontellt tvarsnitt av samma utforingsform med angivna kraftlinjer, fig. 3 visar ett liknande tvarsnitt, som askadliggor hur den magnetiska kanalen arbetar, fig. 4 visar ett horisontellt tvarsnitt av en annan utforingsform av polskorna med den magnetiska kanalen mellan dessa, fig. 5 visar ett horisontellt tvarsnitt av arum en liknande utforingsform med osymmetriska polskor med ellip- tiska konturer, fig. 6 illustrerar schematiskt i perspektivvy en annan utforingsform pa polskorna av samma typ, som visats i fig. 1, varvid polskorna givits en sadan krokning att 2— — partiklarna utsattas for centrifugalkrafter, fig. 7 visar en perspektivvy av en liknande utforingsform pa polskorna i det fall dessa aro osymmetriska, fig. 8 visar schematiskt i vertikalt tvarsnitt de osymmetriska polskorna fig. 4, genom vilka en tvarstrom av vatten inledes, fig. 9 visar ett schematiskt tvarsnitt av huvuddelarna i en separator enligt foreliggande uppfinning, varvid separatorn arbetar med en tvarstrom av vatten, fig. 10 visar en perspektivvy av samma separator, fig. 11 visar ett vertikalt tvarsnitt av injektorerna och polskorna pa samma separator, fig. 12 visar grafiskt hur denna forbattrade separator arbetar. Fig. 13 slutligen visar schematiskt en separator, som later vattenblandningen passera tva ganger genom samma magnetiska kanal.

Olika fordelaktiga utformningar av den magnetiska kanalen, vilken at en av de viktigaste delarna av foreliggande uppfinning, uppstar som en foljd av den sarskilda form polskorna far, sasom visas i fig. 1-8. Det Mir understrykas att den magnetiska kanalen erMlles som en foljd av polskornas utformning. I fig. 1 exempelvis skiljas polskorna 1 och 2, med ett horisontellt tvarsnitt i form av en S-formad kurvlinje, av ett i praktiken litet avstand d. Mellan dessa polskor bildas salunda en materialkanal 3; hoj den pa kanalen enligt ritningen bestammer den lid under vilken den kornformiga malmen i suspension i en relativt stor vattenmangd fOrblir i denna kanal cm man lager hansyn till hastigheten pa vattenstrommen och langden, dvs. den tredje dimensionen pa kanalen bestammer genomslappningen. Sasom visas pa ritningen sä är gapets vagform lika langs hela dess hojd.

Fig. 2 farestaller ett tvarsnitt av gapet pa fig. 1 och visar kraftlinjerna over detta. Det kannetecknande arbetssattet lies detta gap bestar dari, att de magnetiska partiklarna attraheras och samlas mot de utskjutande sektionerna 4 och mellan mot varandra utskjutande sektioner pa endera sidan av gapet sa aft de koncentreras mom de omraden, som markeras medelst sektioneringen i fig. 3. .Dessa omraden bilda salunda den magnetiska kanalen 5 och bestammes av polskorna 1 och 2 oth av de verkliga magnetiska sparrarna som am schematiskt markerade vid 6. Denna utformning av gapet ãr sarskilt lamp-hg, dá de rnagnetiska partiklar, som kommit pa villovagar in i fordjupningarna 7, tvingas tillbaka till den magnetiska kanalen 5.

Den horisontella konturen pa polskorna kan skilja sig fran den nyss beskrivna. Fig. 4 visar exempelvis polskor med storre fardjupningar 8 och 9. Den magnetiska kanalen visas -vid 5 genom sektionering. De karakteristiska magnetiska kannetecknen pa denna kanal skilja sig endast i ringa grad fran tidigare beskriven kanal. Den form, som visas i fig. 4, har emellertid den. fordelen, att den medgiver en inledning av en hjalpstrom av vatten, som flyter parallellt med den magnetiska kanalen eller ocksa tvars denna exempelvis Iran omradena 8 mot omradena 9 genom den magnetiska kanalen 5. I motsats hartill visar detta en olagenhet, dá de magnetiska partiklarna pa villovagar mom omradena 8 eller 9 tvingas tillbaka med mindre energi mot den magnetiska kanalen 5. I det fall att en tvarstrom av vatten inledes kan foregaende form med fordel modifieras och bli osymmetrisk och innefatta aven i huvudsak elliptiska konturer pa de elementara polskorna sasom visas pa fig. 5, och i praktiken le-der en dylik osymmetrisk elliptisk form till bildningen av magnetiska kanaler, vilkas magnetiska sparrar aro mera effektiva och aga fordelar ur hydrodynamisk synpunkt.

De icke-magnetiska partiklar, som bilda gangarterna i de magnetiska malmerna tying-as salunda in i omradena vid sidan av den magnetiska kanalen sasom exempelvis 7, 8 och 9 pa fig. 3 och 4, och i enlighet med ett viktigt andamal for foreliggande uppfinning, skapas ett medel for avlagsnande av dessa icke-magnetiska partfklar. Pa utforingsformen enligt fig. 1-3 skall genomstromningen av vatten vara tillrackligt stor fOr att forhindra att de magnetiska partiklarna fastna pa polskorna. I praktiken och med ha.nsyn till det ringa tvarsnittet pa materialkanalen 3 i fig. 1 är hastigheten pa vattenstrommen av storleksordningen 1-2 meter per sekund och som en. foljd harav uppstar permanent virvlar, vilka kraftigt sprida gangartspartiklarna S och mindre kraftigt de magnetiska partiklarna M. Det ãr da. mojligt att samla en fraktion av gangartspartiklarna mom omradena 7 pa fig. 3 men avlagsnandet av sadana partiklar pa detta salt sker relativt sett i minskad utstrackning.

En mera lamplig anordning visas pa fig. 6, vilken är en perspektivvy av polskorna 1 och 2, varvid de vertikala sektionerna pa arbetsytorna ha en forntbestamd krokning. I detta fall delas delvis blandningen av vatten, magnetisk maim och gangarter, som inledes vid ovre anden pa anordningen, dã gangartspartiklarna genom centrifugalkraften foras in i fordjupningarna 10 pa vanstra sidan av figuren medan de magnetiska paitiklarna i huvudsak folja den tidigare beskrivna magnetiska kanalen.

Det ar tydligt att denna krokning av den vertikala sektionen av polskorna Or av betydelse oavsett hur den horisontella sektionen an utformad, och fig. 7 visar schematiskt och I perspektivvy polskor, vilkas vertikala sektion har en forutbestamd krokning medan den horisontella tvarsektionen har fatt en osymmetrisk form av det slag som visats i fig. 5.

Slutligen tillater, sasom redan namnts, en – —3 form pa polskorna enligt fig. 4 en tvargaende vattenstrom att passera kanalen. Fig. 8 forestaller ett vertikalt tvarsnitt av en anordning enligt fig. 4, varvid detta tvarsnitt passerar genom fordjupningarna 8 och korsar en hjalpstrom av vatten, vilken strommar ut ur fOrdjupningen 8 sasom visas vid 11, in i den magnetiska kanalen 5 och slappes ut vid 12 genom fordjupningen 9. Denna vattens,trom avlagsnar de icke-magnetiska gangartspartiklarna, medan de magnetiska partiklarna kvarhallas inom den magnetiska kanalen 5. En avledare 12a vid anordningens utloppssida separerar de tva. olika slagen av partiklar.

Det är uppenbart majligt att forena vilken typ av magnetisk kanal som heist med endera av de hjalpmedel som anvandes for eirkulation av vattenlosningen mellan polskorna for att pa detta satt avlagsna de icke-magnetiska partiklarna. Det ãr exempelvis mojligt att sammankoppla en av en horisontell 8-formad tvarsektion karakteriserad magnetisk kanal med avlagsnandet av gangarterna genom en virvelspridning eller ocksa med dessas avlagsnande genom centrifugalkraft. Det är aven mojligt att sammankoppla den av djupa rannor karakteriserade magnetiska kanalen antingen med avlagsnandet av gangarterna genom en virvelspridning tillsammans exempelvis med en hjalpstrom av vatten Iran endera sidan eller aven med avlagsnandet av gangarterna genom en tvarstrom av vatten eller aven med avlagsnandet av gangarterna genom en centrifugalkraft, som samarbetar med en tvarstrom av vatten.

Ovannaranda utforingsformer kunna lattare flirstas genom att studera fig. 9, 10 och 11 vilka i perspektivvy schematiskt och delvis i snitt visa de huvuddelar, som bilda en lamp-Jig utfOringsform av en komplett separator i enlighet med foreliggande uppf inning.

Pa namnda figurer visas en tratt 13, som vid 14 innehaller den:krossade malmen bestaende av korn med 0,5 millimeters diameter, varvid malmen innehaller saval magnetiska partiklar som gangarter. Malmen taekes med ett vattenskikt 15 vilket tjanar till att fa partiklarna i suspension vid utloppet pa tratten. Portar av olika storlek anvandas selektivt vid 16, varvid dessa tjana till att reglera malingenomgangen. Malmen faller ner i blandaren 17 och blandas grundligt med vatten, som inledes vid 18, varvid vattenmangden mates med manometern 19 och regleras med den strypta oppningen 20.

En. hjalpvatteninjektor 21 forses med vat-ten som kommer in vid 22 medan den utgaende mangden mates med manometern 23 och regleras med den strypta oppningen 24. Malmer, som finnas i suspension i vattnet i blandaren passerar genom inledaren 25 in i gapet mellan polskorna 27 och 28 pa elektromagneten 26 i fig. 9, varvid dessa polskor i sidled skyddas av kapan 29 i fig. 10; vid an- ordningens nedre ande strommar det gangartsanrikade vattnet ut vid 30 medan det med magnetiska partiklar arnikade vattnet slappes ut vid 31.

Den beskrivna anordningen är i blygsam skala men tillater dock passagen av en stor kvantitet maim for magnetisk siktning; en till tva ton per timme och meter magnetisk kanal, varvid denna stora mangd är mOjlig genen vattenstrommens hastighet. Polskornas hojd i det beskrivna exemplet fir 5 centimeter, medan storleken pa krokarna i den magnetiska kanalen ar 6 millimeter. Polskorna are avrundade upp- och nertill for att farhindra all slags icke onskvard sekundar attraktion, som kan medfora risk for tilltappning av krokarna. Polskorna aro noggrant kromkladda for att forhindra varje korrosion av vattnet. Sasom tidigare namnts aro en eller flera vingar eller avledare 12a i fig. 8 placerade pa insidan av den nedre delen av polskorna langs gransen pa den magnetiska kanalen.

Vid berakning av de hittills beskrivna olika utforandena av anordningen har hamatit anvants sasom magnetiskt material medan gangarterna har utgjorts av diamagnetisk sand. For vane magnetisk styrka liar forlusterna P av magnetiskt material, som foljt med gangarterna, framstallts som funktion av den genomstrommade vattenmangden D i den grafiska framstallningen pa fig. 12. Med hj alp av sadana kurvserier är det mojligt att valja magnetisk styrka och vattengenomstromning sa att minintala forluster P uppsta. Vid en anordning med exempelvis en tvarstrom av vatten har for ett medelfalt i gapet pa 50007000 Orsted vid optimal vattengenomstromning medfort en forlust P pa omkring 1 % medan andelen avlagsnade gangarter uppgick till 30 %. Nar det gallde liknande anordningar, vid vilka formen pa den magnetiska kanalen och hjalpmedlen for avlagsnande av gangarterna voro olika, voro resultaten i huvudsak likvardiga. Dessa Virg& har gjorts med polskor med en hojd av omkring fern centimeter. Det ar mojligt att vasentligt forbattra hastigheten pa gangartsseparationen genom att anvanda storre polskor.

Det bor vidare observeras att det an enkelt att modifiera ovannamnda resultat genom sin& forandringar i anordningen, exempelvis genom att forandra avstandet mellan polskorna, genom att andra avledarens placering, genom att andra mangden hjalpvatten, sorn tillfOres anordningen etc.

Pa liknande satt dr det mojligt att atercirkulera den anrikade fraktionen av malmen flera ganger genom anordningen for att Oka mangden av avlagsnade gangarter, och den slutligen erhallna gangarten kan ytterligare behandlas for att utvinna paramagnetiska partiklar, som ha hamnat hos gangarterna, medan de intermediara produkterna, som hg- — — ga mellan den. koncentrerade malmen och gangarterna samlade vid utloppet pa separatorerna mellan lampligt placerade skiljevaggar, kunna ytterligare behandlas, och i sjalva verket kunna dessa tre behandlingsforfaranden tillampas efter varandra genom att man anvander anordningar som passa varje behandlingsf orfarande.

En lamplig utformning av polskor visas i fig. 13 och är forsedd med tva passages 32 °eh 33 for den malmbarande vitskan i samma magnetiska krets.

Det är slutligen mojligt att anvanda tva anordningar enligt fig. 13, tillsammans med en enda faltspole far att pa delta salt eliminera vane overskjutande och for att kunna anv5nda samma chargerings- °eh utloppsanordningar for hada anordningarna.

Claims (5)

Patentansprak:

1. Magnetisk separator for magnetisk separation av olika magnetiska partiklar i vatskesuspension, bestaende av bra polskor (1, 2), vilkas aktiva ytor aro anordnade pa kort avstand fran varandra far att alstra ett starkt kraftfalt och som ha ett vagformigt eller liknande tvarsnitt vinkelratt mot suspensionens stromningsriktning, varigenom de alstrade magnetiska falten i varje punkt komma att bliva olikformiga, varvid de magnetiska dragningskrafterna verka alternativt mot den ena eller den andra av polskornas yta och detta utan diskontinuitet under det att vissa zoner i det mellan polskorna bildade gapet (3) ha en svagare intensitet och olikformighet av magnetfaltet, sá att under en separation tatheten hos de magnetiska partiklar dar är mindre och st att en slags magnetisk kanal (5) som bildas av polskorna (1, 2) och av en magnetisk sparr (6) bildad av namnda zoner van i olikformigheten hos faltet multiplicerad med dess intensitet uppnar maximalt varde, kvarhaller de magnetiska partiklarna, varvid de salunda anordnade och utformade polskorna dessutom arc kombinerade med me-del fOr att bringa vatskesuspensionen att cirkulera mellan dem, sa. att paramagnetiska eller svagt ferromagnetiska partiklar Raja den magnetiska kanalen (5), under det att joke magnetiska partiklar avlagsnas utanfor kanalen.

2. Magnetisk separator enligt patentanspraket 1, kannetecknad darav, att medlen for att bringa vatskesuspensionen att eirkulera besta av spontana virvlar alstrade av cirkulationen av vatskesuspensionen mellan polskorna (1, 2).

3. Magnetisk separator enligt patentanspraket 1 eller 2, kannetecknad darav, att medlen for att bringa vatskesuspensionen att cirkulera best& av den centrifugalkraft som utvecklas i vatskestrommen pa grand av polskornas (1, 2) speciella utformning.

4. Magnetisk separator enligt nagot av fOregaende patentansprak, kannetecknad darav, att medlen far att bringa vatskesuspensionen att cirkulera besta av en. sned vattenstrain uppifran och ned i den magnetiska kanalen (5).

5. Magnetisk separator enligt nagot av ovanstaende patentansprak, kannetecknad darav, att polskorna (1, 2) aro utforda av en legering med bade hag magnetisk mattningsgrad och hog mekanisk hardhet. Anf6rda publikationer: Stockholm 1961. Kungl. Boktr. P. A. Norstedt & Saner. 610089