SE506464C2 - Förfarande och anordning för separation av pulp innehållande magnetiska beståndsdelar i en våtmagnetisk lågdensitetsseparator av medströmstyp - Google Patents

Description

506 464 10 15 20 25 30 35 genom trummans rotation och det av rnagnetoket bildade magnetfältet i tanken transporterar magnetiska beståndsdelar i till tanken förd uppslamning (pulp) av malm eller dylikt från ena sidan av tanken till den andra, medan icke-magne- tiska beståndsdelar uttas någonstans däremellan. Hela den övre delen av trum- man, dvs den som icke doppar ned i tanken, utnyttjas således ej för separationen.

Pulpnivån i tanken är normalt ca 25-50 mm över trummans lägsta del. Vid torr- magnetisk separation i s k Mörtsell-separator med en i en kammare omsluten trumma utnyttjas även den övre delen av trumman eftersom det torra material, som skall separeras, tillförs nära trummans högsta punkt, varvid magnetiskt material avskiljes nära trummans lägsta punkt. En sådan separator beskrivs exempelvis i DE-C- 750727 för tillämpning på separation av järnspån från av- fallssand, varvid vidhäftande koncentrat avlägsnas från trumman genom vatten- besprutning.

Separationsresultatet påverkas av flera faktorer. Med separationsresultat menas här utbytena av magnetiskt material i utvunnet koncentrat eller andelar icke- -magnetiskt i magnetkoncentratet. De viktigaste av dessa faktorer är magnet- fältets styrka och utseende, tanktyp, trurndiameter och varvtal.

Magnetfältet brukar uppdelas i flera zoner, exempelvis upptagningszon (pick-up zone), transportzon och avvattningszon och ha en utbredning av 1lO-l20° av trummans omkrets. För separation av magnetit är ett magnetfält av ca 500-1000 gauss lämpligt. Även trumdiametern påverkar separationsresultatet, varvid en större diameter tenderar ge bättre utbyten och högre kapacitet. Normala trumstorlekar är från 600 mm till 1200 mm.

Ett känt sätt att förbättra separationsresultatet är att åstadkomma en tvättning genom att tillföra vatten i anslutning till koncentratuttaget och låta vattnet strömma i kontakt med koncentratet på trummans yta under en kortare eller längre bana. Sådana förfaranden beskrivs exempelvis i SE-C- 38777 och US-A- 2 945 590. Liknande förfaranden, men med tvättningen förlagd ovanför koncen- tratuttaget, beskrives i SE-C- 198980 och SE-C- 227295. I US-A-Z 698 685 be- skrives ett annat förfarande, där vatten tillförs i form av jetstrålar, som ombe- 10 15 20 25 30 35 506 464 sörjer bildning av en slags barriär genom vilken icke-magnetiskt material hindras passera. Effekten blir likartad med de ovan nämnda tvättningsförfarandena.

De tanktyper som förekommer är medström (concurrent), motström (counter- -current) och motrotation (counter-rotation). Motström är ofta effektivare än medström men medger inte hantering av större partiklar (>0,8 mm), medan med- strömstekniken klarar partikelstorlekar av upp till 6 mm. Motrotationssepara- torer är lämpliga för applikationer där utbyte är viktigare än kvalitet.

Samtliga de idag kända resultatpåverkande faktorerna har emellertid av naturliga skäl sina begränsningar och trots optimalt valda parametrar, separatortyper och omsorgsfull intrimning erhålls inte på långt när några fullständiga utbyten eller de halter i produkterna som önskas. De våtmagnetiska separatorerna an- vänds sålunda ofta i flerstegssvstem med flera separatortrummor anordnade i serie. Separationsresultatet är därvid en funktion av antalet trummor kopplade i serie.

Det har nu enligt uppfinningen överraskande visat sig möjligt att effektivt höja kvaliteten hos de erhållna magnetiska koncentraten vid separation av pulp i våt- magnetiska lågintensitetsseparatorer av medströmstvp, vilket bl a innebär att antalet steg kan minskas, liksom vattenförbrukningen, utan att utbvtena försäm- ras. Uppfinningen kännetecknas härvid av en specifik kombination av förfarande- steg och anordningsdetaljer som framgår av tillhörande patentkrav.

Enligt uppfinningen tillförs sålunda pulpen separatorn, så att den bringas i kon- takt med trumman vid eller nära trummans högsta nivå, samtidigt som tvätt- vatten tillförs i separatorn strax före koncentratuttaget. Det tillsatta vattnet bringas strömma i kontakt med de beståndsdelar i pulpen som transporterasi trummans rotationsriktning tills det uttages tillsammans med avfallet.

Förfarandet genomföras i vad som nedan kommer att kallas trekammarseparator, där såväl en del av trumman ovanför tanken som hela den del av trumman som är nedsänkt i tanken utnyttjas, varvid den del av tanken där separation genom- förs, är indelad i två zoner. Vid trekammarseparatorn utnyttjas sålunda även den ovanför tanken befintliga delen av trumman, som bildar en tredje zon, för- 506 10 15 20 25 30 35 46,4 utom de två tidigare använda för våtmagnetisk separation.

Enligt uppfinningen tillförs sålunda pulpen så att den bringas i kontakt med trumman vid eller nära trummans högsta nivå. Avfallet avskiljes härvid i två separata uttag, varav ett av uttagen, speciellt avsett för grövre gods, är anord- nat vid området kring trummans lägsta nivå, medan det andra uttaget, för huvud- delen av avfallet, är anordnat på en högre nivå under halva trumhöjden. Enligt uppfinningen är det lämpligt att för kompensation av vattenmängden som utta- gits i det lägsta uttaget tillföra ytterligare vatten i närheten av det vid den lägs- ta nivån anordnade avfallsuttaget i riktning mot rotationen, dvs före bottenutta- get i rotationsriktningen sett. För att säkerställa att avfall strömmar ut även genom det högsta av de två avfallsuttagen kan man lämpligen anordna så att den genom _det lägsta uttaget passerande vätskeströmmen regleras eller stry- pas. Fast omagnetiskt material hindras lämpligen mekaniskt att passera mot trumrotationen mellan de två nedersta zonerna på ömse sidor om bottenuttaget, exempelvis genom anordnade av' en längs trummans längsriktning gående ribba eller baffel i tankbotten.

Uppfinningen förutsätter således i princip en kombination av ett trekammar- utförande av en våtmagnetisk separator och en extra vattentillförsel vid koncen- tratuttaget som bringas passera i kontakt med koncentratet i motström. Enbart ett trekammarutförande på separatorn ger möjligen en större kapacitet, men ingen förbättring av separationsresultatet, medan enbart extra tvättvattentill- sats medger en något förbättrad separation, men ingen kapacitethöjning. Kombi- nationen enligt uppfinningen medför sålunda en oväntad synergieffekt, främst vad gäller separationsresultatet, men även produktiviteten visar sig vara mycket hög.

Uppfinningens förfarande och anordning kommer nedan att beskrivas närmare med referens till såväl tillhörande riktning som utföringsexempel.

På ritningen visas i en figur en schematisk skiss som illustrerar en föredragen utföringsform av uppfinningen.

I figuren visas en magnetseparator l med en cylindrisk trumma 2 som under drift 10 15 20 25 30 35 506 464 roterar i pilens riktning. Trumman 2 har en horisontellt anordnad rotationsaxel 3, som går vinkelrät mot ritningens plan och här visas som ett kors. Inuti trum- man 2 är anordnade ett antal magneter 4, varav här endast visas några beteck- nade omväxlande N resp S. Magneterna 4 är här anordnade i tre separata mag- netok 5, som har en poldelning av ca 45-150 mm i enlighet med de vid Mörtsell- -separatorerna vanliga magnetoken. Trumman 2 är delvis nedsänkt i en tank 6 försedd med vattentillförselanordningar 7 över väsentligen trummans 2 hela längd. Tanken 6 är även anordnad med uttag 8 för magnetiskt koncentrat samt uttag 9A, B för avfall från separationen. I botten av tanken 6 finns en längsgåen- de ribba 10 avsedd att hindra passage av fast omagnetiskt material. Avfallsutta- getQA är försett med en reglerventil ll för reglering av flödet genom uttaget 9A. För tillförsel av det gods som skall separeras finns en mataranordning 12.

Vid drift av magnetseparatorn l enligt den i figuren illustrerade utföringsformen tillföres en vattenhaltig pulp (suspension) 13 innehållande magnetiska bestånds- delar genom matningsanordningen 12 på trummans 2 övre delar. Pulpen 13 kom- mer därvid delvis att transporteras vidare på trummans 2 yta i form av ett gods- skikt 14, delvis att slungas ut från trumytan såsom illustreras av pilarna l5i beroende av de enskilda pulpbeståndsdelarnas benägenhet att attraheras av det magnetfält som ombesörjes genom magnetoken 5 med magneterna 4. Mer magne- tisk gods kommer således att följa trummans 2 yta under rotationen ned i och genom tanken 6, medan omagnetiskt gods 15 till största delen kommer att passe- ra direkt ned i avfallsuttaget 9B, i den mån det inte uppfångas i det magnetiska godsskiktet _och kvarhålls där. Det magnetiska godsskiktet 16 kommer att passera. igenom tanken 6 i kontakt med den mot rotationen gående vattenströmmeni tanken som ombesörjes genom tillförselanordningarna 7 i tankens 2 botten nära avfallsuttaget 9A respektive övre del vid magnetgodsuttaget 8. Därvid kommer den trummans yta medföljande magnetiska delen 16 av pulpen att genomgå en intensiv tvättning orsakad av vattenströmmen, bl a genom att godsskiktet 16 splittras genom omlagring vid polvändningarna, varvid icke-magnetiskt gods som medryckts och inbakats i godsskiktet ges möjlighet att medfölja vatten- strömmen ut genom avfallsuttagen 9, medan de magnetiska beståndsdelarna i pulpen åter kommer att attraheras av magnetfältet och transporteras i trum- mans rotationsriktning mot magnetgodsuttaget 8. Ju närmare uttaget 8 ju mindre omagnetiskt material kommer därvid att återfinnas i godsskiktet l6. Ett höganri- 506 464 kat magnetkoncentrat kan sålunda avlägsnas från trumman 2 genom en avskrapa- re 17, medan omagnetiskt avfall med vattenströmmen transporteras ut genom avfallsuttagen 9A och 9B, vilket illustreras av en pil 18. Avfallsströmmen 18A genom uttaget 9A, som väsentligen utgörs av grövre gods, regleras av ventilen 5 11 så att det tillses att en tillräckligt stor avfallsström innehållande huvuddelen av det omagnetiska godset passerar ut genom det högre belägna avfallsuttaget 9B, såsom illustreras av en pil 19.

Bxemæl 10 En serie jämförande separationsförsök har genomförts i dels konventionell mag- netseparator (concurrent), utan resp med tvättvattentillsats samt i ett trekam- marutförande med tvätt enligt uppfinningen. Som mått på separationseffekten har kvarvarande kvartsmängd i erhållet magnetkoncentrat bestämts. Försöken genomfördes med olika pulputspädningar, närmare bestämt med pulp med ett 15 vatteninnehåll mellan 50 och 80 viktprocent, dvs pulp med en fastmasseprocent från 50% till 20%.

Resultaten har sammanfattats i nedanstående tabell i form av genomsnittsvärden av flera försök. 20 Pulp 'b SiOz i koncentrat 'b H20 Konv cell Konv cell Trekammarcell utan tvätt med tvätt enl uppfinningen 50 2,50 2,10 1,55 25 55 2,45 2,05 1,45 60 2,40 2,00 1,40 65 2,32 1,97 1,35 70 2,27 1,94 1,25 75 2,25 1,92 l, 15 39 80 2,21 1,90 1,10 Resultaten visar att separatorn och sättet enligt uppfinningen ger avsevärt bätt- re separation av magnetiskt material och omagnetiskt (S102) över alla normala pulpsammansättningar än vid konventionell våtmagnetisk separation t o m sådan 35 med extra tvättsteg. Trekammarseparatorn enligt uppfinningen ger därvid en accelererat bättre separation ju mer vatten som finns i pulpen.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 506 464 PATENTKRAV

1. Förfarande vid separation av pulp innehållande magnetiska beståndsdelar i en våtmagnetisk lågintensitetsseparator av medströmstyp, i vilken en cylindrisk, horisontellt anordnad, roterbar trumma samverkar med inuti trumman anordnade, icke roterande rnagneter för att transportera magnetiska beståndsdelar i kontakt med trummans yta till ett uttag för magnetiskt koncentrat och i vilken en på magnetiska beståndsdelar utarmad pulp avskiljes som ett avfall i ett omrâde på avstånd från koncentratuttaget i riktning mot trummans rotation, k ä n n e t e c k n a t av den kombinationen att pulpen tillförs separatom så att den bringas i kontakt med trumman vid eller nära trummans högsta nivå och att vatten tillförs separatorn i anslutning till koncentratuttaget, att vattnet bringas strömma i kontakt med de den roterande trumman medföljande beståndsdelarna i pulpen och att vattnet uttages tillsammans med avfallet.

2. Förfarande enligt krav 1, k å n n e t e c k n at av att avfall avskiljes i två separata uttag, varav ett av uttagen är anordnat vid området kring trummans lägsta nivå och det andra anordnat på en högre nivå under trummans halva höjd.

S. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att ytterligare vatten tillförs i närheten av det vid lägsta nivån anordnade avfallsuttaget i riktning mot rotationen.

4. Förfarandeenligtlcrav2ellerß, kännetecknat avattman reglerar den genom det lägsta uttaget passerande vätskeströmmen så att överlopp tillförsålcras i det andra avfallsuttaget.

5. förfarande enligt något av kraven 2-4, k ä n n e t e c k n a t av att fast material hindras att medfölja vattenströmmen förbi det lägsta avfallsuttaget.

6. Våtmagnetisk separator (1) för genomförande av förfarandet enligt något av kraven 1~5 innefattande en cylindrisk horisontellt anordnad, roterbar trumma (2), innanför trummans (2) periferi anordnade magneter (4), uttag (8) för magnetiskt koncentrat samt ett i separatorns botten (6) anordnat uttag (9A) 506 4.64 10 15 20 25 för avfall, k ä n n e t e c k n a d av att den har organ (12) för tillförsel av pulp (13) vid eller nära trummans (2) högsta nivå samt intag (7) för vatten väsentligen längs trummans (2) hela längd anordnade i närheten av uttaget (8) för magnetiskt koncentrat samt av att magneterna (4) är anordnade med en poldelning av 45-150 mm till åtminstone någon del av den totala utsträckningen av genom magneterna (4) bildade rnagrietok (5).

7. Våtmagnetisk separator enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att ytterligare ett uttag (9B) för avfall är anordnat på en nivå mellan trummans (2) halva höjd och uttaget (9A) i botten.

8. Våtmagnetisk separator enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att den har ytterligare intag (7) för vattenanordnade bredvid avfallsuttaget (9A) i botten (6) iriktning mot trummans (2) rotation.