SE460831B - Magnetisk separator - Google Patents

Description

-loi sin dande materialet.

Ett ytterligare problem, som måste nämnas, är att upp- slamningar, vilkas partiklar skall separeras, ofta innehåller träfibrer, anlöpt järn eller andra föroreningar, vilka mins- kar effektiviteten hos den magnetiska separationen under en tidsperiod. l själva verket är det fördelaktigt att regel- bundet tvätta och rengöra matrisen av magnetiska element.

Såsom ett alternativ till paret av magnetpoler, mellan vilka matrisen förs, har föreslagits en enda solenoidspole av den vanliga ringformen och in i vilken en bàgdel av en karu- sell eller behållare går på grund av dess konvexitet. Inner- diametern av solenoiden måste till följd av detta fysikaliska arrangemang vara väsentlig relativt diametern hos karusellen eller behållaren, vilket således minskar dess effektivitet.

Det skall nämnas att matrisen kunde antaga varje lämplig form såsom ett flertal separata element fritt rörliga relativt varandra i det omagnetiserade tillståndet. Matrisen kunde dock även vara sammansatt av en metallmatta eller -kudde eller en serie av vävda metallsiktdelar.

Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstad- komma en förbättrad magnetisk separator, vid vilken magnetfäl- tets styrka förbättras och dessutom organen för att transpor- "tera matrisen av magnetiska element och de magnetiska elemen- tens själva natur kan vara förbättrad, vilket underlättar ren- göringen av matrisen av magnetiska element.

,I beskrivningen avses uttrycket tvâ spolar innefatta sadelspolar och liknande och uttrycket magnetisk avses att om-- fatta material, som kan erhålla egenskaper av eller attraheras av en magnet.

Sammanfattning av uppfinningen Enligt en aspekt vid föreliggande uppfinning anordnas en magnetisk separator innefattande en transportörcnhet anord-. nad att föra en matris av magnetiska element genom minst ett magnetfält åstadkommet av magnetfältalstringsorgan tillhörande separatorn, ett matningsinlopp för att tillföra matningsmate- rial, som skall undergå separation, till det område av trans- portören som i ett godtyckligt ögonblick är närvarande i mag- ietfältet, organ för att leda matningsmaterialet bort från matrisen inom området för magnetfältet, samt organ för att av- fl/”I io' 30V 'magnetiska element in situ eller alternativt innefattar organ v.) 460 831 .lligisxxçi :magnetiska pazveif--Jlalg son; lavexrhållus av zratz~istirx i (rn region utanför magnetfältet. Scparatorn kännetecknas väsent- ligen av att magnetfältalstringsorganen innefattar minst ett par solenoidspolar belägna mittför varandra med transportören passerande dememellan samt anordnade att samverka för att upp- rätta magnetfältet vid deras aktivering.

Ytterligare kännetecken för uppfinningen innebär att ordna så att transportörenheten antager formen av en ring- formig karusell eller behållare roterbar antingen i det ope- rativt vertikala eller horisontella planet, eller ännu hellre att transportörenheten är en ändlös flexibel bandenhet med en väsentligen rak verksam bana, att solenoidspolarna inom ett par är förenade med varandra genom en lämplig kapsling, så att varje par av solenoidspolar är inbäddat i en enda enhet och att kapslingen är försedd med lämpliga öppningar för att medgiva genomgång av transportörenheten för införande av flui- dum och för att avlägsna matningsmaterial från transportören- heten. I Ännu andra kännetecken för uppfinningen innebär att matrisen av magnetiska element utgöres av ett flertal separata element, valbart rörliga relativt varandra, och att den magne- Q tiska separatorn omfattar organ för att tvätta matrisen av för att avgiva en del eller alla matriselementen till en tvättstation med ytterligare organ anordnade för att återföra de tvättade elementen till transportörenheten. V Det är känt att använda väsentligen sfäriska magnetiska element för att bilda matrisen och lämpligen kan transportör- enheten enligt föreliggande uppfinning vara uppdelad med skil- jeväggar för att innehålla en sådan matris. r En kvarhållningsskärm kan, om så krävs, vara anordnad för att kvarhålla matriselementen i läge i skiljeväggarna hos transportörenheten under hela cykeln. I ett sådant fall kom- mer matriselementen endast att tvättas eller rengöras omsorgs- fullt vid lämpligt valda tidpunkter, vilket kommer att inbe- gripa avlägsnandet av elementen från skiljeväggarna. företrädesvis innefattar matriselementen enligt förelig- gande uppfinning vartdera ett blad, som är av väsentligen rek- tangulär form och som definieras av en magnetisk trådskärm, Asa 831 i * hos vilken en kant är monterad i tvêirl ed till trzznslworïörcn- heten på lämpliga avstånd från angränsande bladelemcnt över åtminstone en väsentlig del av transportörenhetens längd.

Transportörenheten kan vara försedd med organ för att säker- ställa att ytan av bladelementen förblir väsentligen vinkelrät mot transportörens yta, t.ex. med hjälp av en ram, som valbart kan vara skiljbar från b1adelementct.' Den ändlösa transportören, kan då densamma användes, vid sin àtergångsrörelse matas genom lämpliga tvättstationer för att rengöra densamma och avlägsna glödspàn.A .Kortfattad ritningsbeskrivning För att klargöra uppfinningen skall i det följande en utföringsform av densamma beskrivas med hänvisning till bifo- gade ritningar. _ Pig. 1 är en schematisk sidelevationsvy av en magnetisk separator enligt föreliggande uppfinning. Pig. 2 är en tvär- sektionsvy genom den i fig. 1 visade utföringsformen längs linjen II-Il. Pig. 3 är en planvv av det magnetiska fält- alstringsorganet hos den magnetiska separatorn enligt fig. 1.

Pig. H är en tvärsektionsvv av magnetfältalstringsorganet i fig. 3 längs linñen IV-IV. Pig. 5 är en tvärsektionsvv av transportörenheten vid den i fig. 1 visade utföringsformen in- nefattande det magnetiska trådnätmatriselementet, som trans- porteras därpå. Pig. 6 visar schematiskt ett alternativt transportörband för användning vid den magnetiska separatorn enligt fig. 1. Pig. 7 är en schematisk sidelevationsvy av en alternativ utföringsform av den magnetiska separatorn enligt föreliggande uppfinning. A Detaljbeskrivning i samband med ritningarna Såsom visas i fig. 1 och 2 omfattar den magnetiska se- paratorn, som generellt betecknas med 1, en transportörenhet med ett ändlöst flexibelt band 2 rörligt i den riktning som angives med pilen A och med en rak verksam horisontell part, som passerar genom magnetfältalstringsorganet 3, som tillhör separatorn 1. Styrskivor H är anordnade i banan för bandet 2 för att forma den erfordrade ändlösa konfigurationen.

Den magnetiska separatorn 1 innefattar vidare ett mat- ningsinlopp 5 anordnat att avgiva matningsmaterial på trans- pörtörbandet 2 efter ingång i magnetfältsalstringsorganet 3,l rwrfiame ww- :ë-3_ëï=fíšf;.._ffa a...

' L/1\ áßü 851 «-1 1 ílBz\s tia xftai t crxií 111 t>;>y» n .;:1t>1\t111.1 L fat 1* :=}>t>lt: tz>fa:::I;» 2 innanför magnctfältalsLringsorganet 3, ett andra vaïionin- lopp 7 anordnat att spola transportbandet 2, efter det att det lämnar magnettältalstringsorganet 3, ett första trattfor- mat matníngsutlopp 8 för att mottaga och avgiva väsentligen omagnetiskt matningsmaterial, som spolas bort från transport- bandet 2 inom området för magnetfältet medelst vattnet, som kommer genom det första vatteninloppet 6, och ett andra tratt- format fluídumutlopp 9 för att mottaga och avgiva magnetiskt matningsmaterial, som spolas bort från transportbandet 2, ef- _ter det att det lämnat magnetfältalstringsorganet. Återgångsparten för transportören passerar genom tvätt- och rengöringsstationerna 10 och 11. Rengöring kan utföras med vatten eller vatten plus tillsatser (t.ex. syror och al- kali) för att underlätta rengöringen. Mekanisk rengöring kan även utnyttjas.

Magnetfältalstringsorganen 3 visas i tvärsektion i fig. 1 längs linjen I-I i planvyn i fig. 3 (och visas med streckade linjer i fig. 1) och innefattar ett par järnbeklädda solenoid- spolar 12 anordnade koaxiellt med varandra och hållna i sitt verksamma läge relativt varandra medelst en kapsling 13. Kaps- lingen 13 är försedd med en lämplig öppning 1H för att med- “giva att transportbandet 2 passerar mellan solenoidspolarna 12.

En ytterligare slitslik öppning 15, tydligare visad i fig. 3, är anordnad i kapslingen 13 och går genom centrum av den verksamt översta spolen i tvärled till bandöppningen 14.

Den slitslika öppningen 15 är anordnad att mottaga och fördela rengöringsvatten, som kommer från det första vatteninloppet 6 beläget ovanför magnetfältalstringsorganen 3. i Kapslingen 13 innefattar ännu en annan öppning 16, som är konisk till formen och har kvadratisk tvärsektion. Donna koniska öppning 16 går genom centrum av den verksamt understa spolen koaxiellt med den slitslika öppningen 15 och mottager vid användning väsentligen omagnetiskt material för avgivning till det första matningsutloppet 8¿ Pig. 3 och H visar konfigurationen av magnetfältalst- ringsorganen 3 mer detaljerat. 1 Med särskild hänvisning till fig. 5 visas transportbnn- (fi 460 831 » 4' det 2 hos den magnetiska separatorn 1 i samband med ett rek- tangulärt trådnätelement 17, hos vilket den understa kanten är fäst vid bandet 2 genom organ 18. Bandenheten Qmfattar ytterligare ett par ramelement 19 för uppbärande i sidled av trådnätelementet 17 i ett upprättstående läge relativt ytan av transportbandet 2. Trådnätelementet 17 är sålunda bundet på tre sidor av transportbandenheten med den verksamt översta kanten lämnad bar.

Ramelementen 19 är väsentligen L-formade med benen hos L-konfigurationen definierande en spetsig vinkel däremellan.

För att ramelementet 19 skall vila mot tillhörande sidkant av trådnätelementet 17 och för att benen hos L-figuren skall de- finiera en rät vinkel måste sålunda ett tryck utövas på ram- elementet 19 i den riktning som anges av pilen B. Lämpligen kan det behövliga trycket åstadkommas av styrningar eller rul- lar (ej visade) på lämpligt sätt lokaliserade inuti öppningen lä hos kapslingen 13 för magnetfåltalstringsorganen 3.V Under användning av den magnetiska separatorn 1 matas en uppslamning av matningsmaterial innehållande en blandning av mer eller mindre magnetiska partiklar till matrisuppbär- ningstransportbandet 2 efter ankomsten i magnetfältalstrings- organen 3, så att partiklarna kan separeras till en väsentli- gen omagnetisk fraktion och en magnetisk fraktion.

Inuti magnetfältalstringsorganen 3 magnetiseras tråd- nätelementen 17, som bildar matrisen, och.de mer magnetiska partiklarna vidhäftar vid denna." De mindre magnetiska par- tiklarna faller fritt genom tyngdkraften genom hålen 20, som ¶är.anordnade i transportbandet 3, och uppsamlas i den konfor- made öppningen 16 hos magnetfältalstringsorganen 3 för att så småningom avges till tillhörande matningsutlopp 8. Ren- göringsvatten från det första vatteninloppet 6, som är verk- samt beläget ovanför magnetlältalstringsorganen, kan användas för att reglera graden av separation av de mindre magnetiska partiklarna från de mer magnetiska partiklarna.

När den belastade matrisen utgår ur magnetfältalstrings- organen 3 avmagnetiseras den och de mer magnetiska partiklarna kan tvättas bort, åtminstone i en väsentlig grad, från matris- elementen. De mer magnetiska partiklarna avgives till det andra matningsutloppet 9 och tvättas med vatten, som kommer ...ir .,s...,_...:.,â._.4s.} '_' »me-anwa .wißvf 'S f 460 831 från det andra vatteninloppet 7, som är verksamt beläget ovanför det andra matningsutloppet 9.

För att hjälpa till med att avlägsna avfall från tråd- nätelementen 17 frigörs de från ramelementen 19 efter utträde från magnetfältalstringsorganen 3 och avståndet mellan över- kanterna hos angränsande element 17 tillâtes att vidgas sär- skilt inom de områden där riktningen för banan av transport- bandet 2 ändras med hjälp av styrskivorna Q.

Lämpligen kan roterande ventiler (ej visade) användas på skivaxlarna för.att mata tryckluft, vatten eller andra! tvättmedel under tryck för att blåsa igenom den utspretade matrisen och åstadkomma avlägsnande av anlöpt material, Tvättorganen kan vara av varje typ och kan utnyttja av- magnetiseringsorgan för att avlägsna varje magnetisk partikel, som vidhäftar vid matriselementen på grund av varje restmag- netism, som kan kvarstå i dem.

Tvättnings- och rengöringsstationerna 10 och 12 på âtergångsbanan för transportbandet 2 rengör ytterligare ban- det 2, varefter detta fortsätter med upprepning av cykeln.

Många variationer kan åstadkommas vid den beskrivna ut- föringsformen av uppfinningen utan avsteg från ramen för upp- finningen. Speciellt kan såsom illustreras i fig. 7 den mag- netiska separatorn 21 innefatta ett flertal magnetfältalst- rande organ 22 anordnade på en rak horisontell linje och med lämpliga inbördes avstånd.

Vid den visade utföringsformen användes fyra oberoende steg av magnetiska separationssystem vart och ett samverkande med lämpliga matare 23 och vatteninlopp 24 och 25 och matnings- utlopp 26 och 27 för varje idel av transportören.

V. Det är helt klart att tvâeller flera steg kunde användas i serie men generellt sett användes de vid en parallelltyp av drift. Detta betyder att ny matning matas till varje matnings- inloppenhet 23. A Ett alternativt transportband 28 visas i fig. 6 och in- nefattar en underdel 29, som är av genomsläpplig natur, så att en uppslamning exempelvis kan flyta därigenom utan nämn- värd störning. Denna genomsläppliga underdel 29 skall dock kvarhälla matriselementen, vilka kan vara av varje lämplig form men bekvämast är i form av metallkulor 30. *varieras på önskat sätt. en 460 831 Transportören har sídväggar 31, vilka är på lämpligt sätt veckade, så att vecken ökar i storlek uppför sidväggarna 31. Arrangemanget är sådant, att hela transportören kan pas- sera omkring styrskivorna i sin bana för att bilda den erford- rade ändlösa konfigurationen. Skiljeväggar 32 är anordnade mellan de motstående sidväggarna för att definiera rum 33 i transportören för innehållande av matriselementen 30.

Ett sådant band 29 användes vid utföringsformen av den magnetiska separatorn 21, som visas i fig. 7. Här är ett arrangemang generellt betecknat med 3U anordnat vid änden av den verksamma delen av transportören, så att matriselementeni faller från transportören och in i en ränna 35. _Därifrån fortsätter de till en tvättstation betecknad 36 och återföres av transportören 37 till transportörenheten på ett ställe före inträdet i det första magnetfältalstringsorganet.

Det inses att vid användning de veckade eller vidgade sidväggarna av transportören möjliggör att denna passerar runt den beskrivna banan utan att deformeras på något skad- ligt sätt. I V I Ännu fler modifikationer kan göras vid ovan beskrivna utföranden av uppfinningen utan att överskrida densammas ram. Speciellt kan antalet och läget av tvättstationerna I stället för solenoidspolar beläg- na i horisontalplan kunde de förläggas i vertikalplan. Ban- det, som beskrivs vid den senare utföringsformen¿ kunde er- sättas av ett metallnätband med kvarhållande sidväggar av någon lämplig typ. 'Transportörenheten kunde alternativt vara av en ringformig karuselltyp antingen belägen i ett vertikalt eller horisontellt plan. Antalet magnetfältalstringsorgan kunde vara endast ett eller varje antal som kan krävas.

Det inses av fackmannen att användningen av solenoid- spolar vid ovan beskrivna utförande möjliggör användningen av höga magnetiska fältstyrkor och i själva verket kan fältstyr- kor uppnås, som överskrider dem som kan uppnås med användande av poler av magnetiskt material. Det enkla fysikaliska arrangemanget av spolarna och transportörenheten möjliggör att transportörenheten införs i sidled mellan spolarna och följ- aktligen är någon skarv i transportörlängden ej nödvändig.

Det enkla arrangemanget av spolarna möjlinfiör även att supra- 460 831 ledande spolar används, eftersom de kan lätt isoleras såsom kräves och är försedda med organ för att upprätthålla de låga temperaturer som sammanhänger med sunraledning. förstoring av magnetiska separatorer enligt föreliggan- de uppfinning är ytterst enkel och även ökning av diametern hos solenoiderna resulterar endast i en ökning av den effekt som förbrukas såsom resultat av ökningen i längd och sålunda »resistansen hos tråden.

Det inses att vid fallet med den tidigare 'teknikens kända magnetiska separatorer, vilka alstrar ett magnetfält under användning av ett järnok, det är opraktiskt att alstra fält- styrkor över ca. 1,2 Tesla. Högre fältstyrkor kan endast alstras under hög kraftkostnad och reducerad maskinkapacitet.

Genom att använda en solenoidkonstruktion kan fält över 2 Tesla alstras ekonomiskt, under det att hög maskinkapacitet fortfarande bibehålles. Om ännu kraftigare fält önskas, kun- de solenoiderna göras supraledande genom användning av kryo- gena system. Med supraledande spolar kan fältstyrkor över 3 Tesla alstras. , Uppfínningen innebär därför en ytterst enkel men ändock högeffektiv magnetisk separator. a... _' 460831 i i” _ Tabell 1: TYPVÄRDEN FÖR ENERGIFÖRBRUKNING HOS MAGNETERNA VID ' I SEPARATORN ENLIGT UPPFINNINGEN RESPEKTIVE VID DEN- SAMMA ENLIGT U.S. PATENTSKRIFTEN 3,93S,09S ._ B = 1,2 t, Kapacitß+ 30 t/h us Parenrskrifr 3,93s,o9s UPPFINNINGEN med järnkaps- utan järnkaps- ling ling ' 5 5 ' 6 Antal amperevarv (A) 2,5 x 10 9 x 10 1 x 10 Energiförbrukning " vid 20°C (kW) 115 H00 _ 500 Energiförbrukning per ton av malm (kWh/t) 3,8 13,3 16,7

Claims (7)

1. /l 4eo as1 Patentkrav 1.. Magnetisk separator innefattande en transportörenhet (2,29,28) anordnad att föra en matris av magnetiska element (17, 30) genom minst ett magnetfält àstadkommet av magnetfältalst- ringsorgan (3,22) tillhörande separatorn, ett matningsinlopp (5,23) för att tillföra matningsmaterial, som skall genomgå se- paration, till ett första omrâde av transportören (2,29,28) som i ett godtyckligt ögonblick är närvarande i magnetfältet, vilket område av transportören är väsentligen horisontellt, organ (8,16, 26,20) för att leda matningsmaterialet bort från matrisen i om- rådet för magnetfältet samt organ (9,27) för att avlägsna magne- tiska partiklar, som kvarhålles av matrisen i ett andra område i_ av transportören som ligger utanför magnetfältet, k ä n n e - t e c k n a d av att magnetfältalstringsorganen (3,22) innefattar åtminstone ett par solenoidspolar (12,22) som är belägna mitt emot varandra med sina axlar i huvudsak lodräta och i huvudsak i rät vinkel mot nämnda första område av transportören, varvid den ena solenoidspolen är anordnad ovanför och den andra under transpor- tören, varjämte solenoidspolarna (12) inom ett par är förenade med varandra genom en lämplig kapsling (13), så att varje par av solenoidspolar (12) är inbäddat i en enda enhet och kapslingen (13) är försedd med öppningar (1H,15,16) för att medgiva genom- gång av transportören (2).

2. Magnetisk separator enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att transportörenheten antager formen av en ringformig karusell eller behållare roterbar antingen i de verksamt vertikala eller horisontella planen. ;

3. Magnetisk separator enligt krav 1 eller 2, k ä n n e -- t e c k n a d av att transportörenheten är en ändlös flexibel bandenhet (2) med en väsentligen rak verksam bana, som ligger an- tingen i ett horisontellt plan eller ett vertikalt plan. H.

4. Magnetisk separator enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d gav att matrisen av magnetiska element är sammansatt av ett flertal separata element (17,30) rörliga relativt varandra.

5. I -CA Magnetisk separator enligt krav M, k ä n n e t e c k - »Ja n a d av att den innefattar organ (3H,35) för att avgiva en de] eller alla matriselementen (30) till en tvättstation (36) med yt-' 'W ÜNIIIINIIIIIIIIIHIENIHIIIIIIIIIÜI w 460 851 ' IQ g) terligare organ (37) anordnade för att återföra de tvättade ele- menten (30) till transportörenheten (29). i\

6. Magnetisk separator enligt något av .raven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d av att matrisen av magnetiska element utgöres av ett flertal separata element, varvid varje element _omfattar ett blad (17), som är av väsentligen rektangnlär form ¥ och som definieras av en magnetisk tràdskärm, hos vilken en É kant är monterad i tvärled till transportörenheten (2) på lämp- liga avstånd frán angränsande bladelement (17) över åtminstone en väsentlig del av transportörenhetens (2) längd.

7. Magnetisk separator enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a d av att den omfattar organ (l0,11) för att tvätta matrisen av magnetiska element in situ.