TWI778036B

TWI778036B - 磁分離器

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Publication number: TWI778036B
Application number: TW107110865A
Authority: TW
Inventors: 安德歷亞斯雪菲爾; 安德烈貝茲; 卡斯頓葛羅
Original assignee: 德商掠雪股份有限公司
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2022-09-21
Also published as: UA125465C2; EP3568237B1; CN110494223B; WO2018177518A1; ZA201904882B; EP3568237A1; US20200001305A1; AU2017406401B2; BR112019018701B1; BR112019018701A2; US11318477B2; TW201840366A; ES2858588T3; CN110494223A; RU2721912C1; AU2017406401A1; CA3052337A1

Abstract

本發明係關於一種用於具有不同的磁化率的材料粒子的乾燥分離之磁分離器，其中設置了可旋轉的筒體，該可旋轉的筒體包含被佈置於其中且基本上橫越其長度延伸的固定磁性裝置。此外，分類腔室被設置成於筒體的圓周方向上且平行於筒體的縱向軸線沿筒體的外表面的至少一部分延伸。根據本發明之磁分離器的特徵在於用於將材料粒子分散輸出至分類腔室中之構件，以及用於在分類腔室中產生輸送氣流之構件。此外，設置了用於將筒體圍繞其縱向軸線旋轉的馬達，其中，於操作期間，筒體的外表面藉由筒體於基本上垂直於輸送氣流方向的方向上的旋轉而被移動。

Description

磁分離器

本發明係關於一種用於具有不同的磁化率的材料粒子的乾燥分離之磁分離器。

各地區水資源的日益缺乏，及貧乏或不足的水資源可用度，以及有關濕式處理方法之使用的高成本及當地環境的要求，尤其是用於礦物資源方面，都有助於朝向替代性乾式處理方法的發展，因此不需要水資源的方法正獲得重視。

礦石通常是從堅石中開採。於此種情況下原始產品包含具有價值的已生成礦石礦物，以及也已知為礦渣不具價值的伴生礦物。為了將此等礦物彼此分離，已知的例如，以用於將堅石饋入多階段的粉碎過程之處理或分離方法，使礦石礦物及礦渣通過達成的精煉彼此分開。隨後從礦渣中對礦石礦物的分類可以利用需被分類的兩種產品的各種性質進行。於本文中，應緊記原料中的附著度越好，堅石將也需被粉碎得越好。如此意味著有時候必需粉碎低至大約100微米(μm)範圍內或更小的粒徑。

恰恰鑑於全球礦床質量正在下降的事實，使得要處理並隨後將對應的堅石分類的工作變得加倍費功。

考慮到參照以上的此兩個問題，即首先加倍精細的粉碎或更高的釋放率之必要性，以及其次水資源的缺乏，提供用於將例如鐵礦石，以及其他礦石，舉例來說，例如鉻礦石、鈦礦石、銅礦石、鈷礦石、鎢礦石、錳礦石、鎳礦石、鉭礦石或許多不同的稀土礦石的性質納入考量之乾燥分類過程是有需要的。而且，若假定磁性或可磁化組件被集中或分離，本發明也可被用作次生礦物資源，如熔渣、灰燼及其他高爐殘留物之處理，例如過濾灰塵或火種。於本文中，分離可以基於礦石及礦渣具有不同磁化率的事實來進行。

在這方面，各種濕式處理系統或濕式鼓形磁分離器已知為用作分離，其基本上利用水作為載體介質而運行，並且就精細度而言，其可被用於大量的粒度。

然而，恰恰鑑於水資源日益缺乏以及將水資源輸送至偏遠乾旱地區所增加的支出費用，如剛剛所提到，操作可被用作於小於100微米(μm)的精細粒度範圍內進行分離的乾式磁分離系統也是有需要的。各種乾式磁分離方法同樣為已知的。在這方面，舉例來說，例如來自GB 624 103或DE 2 443 487，但其於小於100微米(μm)精細度下的操作僅部分令人滿意。

因此，本發明的目的是製造一種用於具有不同磁化率的材料粒子的乾式分離並適用於寬廣粒度範圍，也尤其是粒度小於100微米(μm)之磁分離器。

根據本發明，此問題藉由一種具有申請專利範圍請求項第1項的技術特徵之磁分離器得以解決。

本發明的較佳實施方式敘明於附屬項中及於說明書之描述中，以及於圖式及其解釋說明中。

根據本發明的磁分離器被設置成包含可圍繞磁分離器的縱向軸線旋轉之筒體及佈置於筒體內且基本上橫越筒體的長度延伸之固定磁性裝置。磁性裝置被設計以於筒體的縱向方向上產生基本上連續的磁場。

此外，分類腔室被設置，其沿筒體的高度延伸及於筒體的圓周方向上且平行於其縱向軸線沿筒體的外表面的至少一部分延伸。於本文中，分類腔室於其橫截面中具有基本上對應於磁性裝置的寬度的最大寬度並具有基本上對應於磁性裝置的一半寬度的最大深度為有利的。

磁分離器額外特徵在於用於將材料粒子分散輸出進入分類腔室之構件及用於通過分類腔室產生輸送氣流之構件，其中於操作期間，材料粒子藉由輸送氣流通過分類腔室被輸送。

另外，馬達被設置，以用於圍繞其縱向軸線將筒體旋轉，其中於操作期間，筒體的外表面藉由於基本上垂直於輸送氣流方向的方向上被旋轉的筒體而被移動，及其中磁性裝置及筒體被設計且相對於彼此被定向，以此方式使得具有分類腔室的外表面的部分及分類腔室的內部兩者具有基本上足夠強的磁場以將材料粒子吸引至外表面上。

本發明是基於一數量個彼此結合起作用的基本觀念及發現。於一方面，一般認為，為了使磁分離器具備效果，輸送氣流通過其中沿材料粒子的分散輸出流動之分類腔室具有足夠強的磁場以使各種材料粒子依照其不同的磁化率而被分離為必需的。為此目的，對分類腔室調整尺寸，以此方式使得由磁性裝置所產生的磁場至少於分類腔室內，尤其是其沿著筒體的部分延伸為較佳的。

作為一種替代方案或作為一種選擇，如此可以藉由具有材料粒子分散進入其內通過分類腔室被輸送的輸送氣流以類似的方式獲得保證，以此方式使得所有粒子於所有可能性下通過足夠強的磁場被輸送。例如，如此可以藉由分類腔室中的偏轉器或等效物來完成。此類設計也落於通過根據本發明的磁分離器所實現的本發明之基本觀念下。

於普遍的磁性裝置中，例如，如此可以藉由對分類腔室調整尺寸，以此方式使得其橫截面具有基本上對應於磁性裝置的寬度的最大寬度並具有基本上對應於磁性裝置的一半寬度的最大深度。應緊記，在這方面，最大深度也取決於磁場的強度。只要更強的磁性裝置被使用時從後者偏離都是可能的。

另一方面，根據本發明也已認知到，除了於分類腔室內具足夠磁場的可用性之外，連續磁場於縱向方向上沿筒體被形成，因此也橫越分類腔室的大部分延伸對分類性能來說為有利的。如此首先提供了磁場可以作用於基本上要橫越分類腔室的整個長度被分離的材料粒子上的優點。由此產生出另一個優點是，與間歇性磁場不同，當材料粒子被輸送時，磁場同時連續地作用於分類腔室中之材料粒子上，而不是被暫時中斷。如此導致更好的分類性能。也應緊記，以間歇性磁場，藉由磁場被吸引至筒體的外表面的材料粒子至少於短時間內不再被曝露於磁場中，並因此再次從外表面被脫落。

最後，本發明也基於，當輸送氣流被設置成於基本上垂直於筒體的旋轉方向的方向上流動時，以最大可能純度將具有不同磁化率的材料粒子分離會獲得更好性能的發現。如此導致被吸引至筒體的材料粒子藉由筒體的旋轉從分類腔室中被快速地移除。要是被吸引的過度厚的材料粒子層積聚於筒體上，則整體磁場將因此被削弱，其反過來會導致較差的分類或分離性能。

在這方面也已確定了當使用均勻流進行分類或分離時會對分離性能有利。如此意味著系統中的輸送空氣，或者更確切地說系統中的氣流，於材料粒子流的相同方向上行進，因此於均勻流中行進。

原則上，磁性裝置可以任何期望的方式被設計。然而，具有N-S-N或S-N-S的磁極方位之三極磁體的使用是有利的事實已呈現。於本文中，N代表北極，且S代表南極。如此要不可能關於永久磁鐵或要不可能關於螺線管。就本發明而言，三極磁體可以藉由作為一類雙磁極或共同磁極的中心磁極被設計，其具有於中心磁極與兩個各別的外磁極之間行進的磁力線。使用三極磁體的一個優點是，依據分類空間的幾何形狀及磁性裝置的設計，磁力線被集中於分類空間的中間，以使其獲得更高程度的效率並且可以產生強磁場，以作用於材料粒子上。

被連接至分類腔室之收集腔室可被設置於筒體的旋轉方向上，所述的收集腔室主要位於磁性裝置的磁場外面。由於收集腔室中的磁場不再作用於筒體的外表面上，所以原本被吸引至筒體的外表面的材料粒子也不再被吸引至該處，或者更確切地說不再附著該處。如此意味著收集腔室中的材料粒子將被脫落並從筒體的外表面掉落。換句話說，藉由此結構以將從分類腔室所輸送的材料粒子接收於收集腔室中，並進一步從該處將其排出為可能的。於本文中，磁場較佳地基本上僅於分類腔室內延伸，以使收集腔室可被設置成以此方式使得收集腔室較佳地被直接連接至分類腔室。

此外，於筒體的外表面上形成凸輪桿為可能的。此等較佳地平行於筒體的縱向軸線延伸的凸輪桿改善了藉由磁場被吸引至筒體的外表面的材料粒子的移除。凸輪桿用作，或者更確切地說協助確保，儘管鼓在旋轉，被吸引的材料被輸送遠離磁場，而不是保持於磁場的作用範圍內，因此允許鼓於材料下面滑動。

當磁分離器處於操作期間時，於收集腔室中所存在的靜壓力較高於分類腔室中所存在的靜壓力為有利的。對靜壓有利存於於收集腔室中的溫度高於分類腔室中的溫度。通過此壓力中的差異，氣流被調節成從收集腔室導引至分類腔室。通過如此所完成的並不是不可磁化或強度較低的可磁化材料粒子可以從分類腔室流動進入收集腔室，而是從分類腔室至收集腔室的材料輸送基本上僅通過材料粒子被吸引至筒體的外表面來進行。因此，兩個腔室之間壓力中的差異產生被定向對抗於其中被吸引的材料被輸送的方向的密封逆流。

有利地，密封區域被形成於筒體的外表面、分類腔室及收集腔室之間的區域中。藉由該密封區域從收集腔室進入分類腔室的氣流為可調及可變的。藉由所述的氣流，可對所得產物進行額外的純化，該所得產物較佳地僅由可磁化材料粒子所組成。所述的流動通過收集腔室與分類腔室之間的密封區域並朝往收集腔室的氣流拉動某些沿筒體的外表面上所已收集回到分類腔室內的材料粒子。鑒於非磁性粒子由磁性粒子所覆蓋，非磁性粒子也被沉積於筒體的外表面上，此結果為非磁性粒子隨著可磁化材料粒子的某部分被再次吹走並返回分類腔室中。一旦到了該處，非磁性粒子就被再次饋入連續分類過程，因此增加不可磁化材料粒子將不再被沉積的可能性並從而增加磁化材料的純度。

作為替代方案，不同的鼓風機噴嘴或清潔噴嘴可被可選地設置成用作此目的並用於將空氣迎面吹向筒體的外表面。此種可以被稱為空氣淨化的不同空氣吹送具有通過密封區域的氣流的相同效果。最終產物的純度可通過調節氣流的選項或藉由鼓風機噴嘴調整空氣而被控制。

原則上，用於產生通過分類腔室的輸送氣流的構件可以任何期望的方式被設計。例如，空氣可被主動地吹進分類腔室。然而，磁分離器可藉由從磁分離器抽出空氣的鼓風機相對於環境於負壓下進行操作為有利的。於負壓下操作裝置具有非常精細地粉碎的材料粒子保留於磁分離器的內部且不會通過任何開口從分離器逃出的優點。於環境中的灰塵污染等問題將因此而減少。然而，就本發明而言，「空氣」或「輸送空氣」可意指周遭空氣，但也可意指相關的氣體，例如處理氣體、處理空氣等。

因此，除塵過濾器較佳地被佈置於分類腔室後面，且鼓風機較佳地被設置成用於磁分離器，被佈置於除塵過濾器後面。此種結構允許通過分類腔室被輸送的不可磁化粒子藉由除塵過濾器從輸送氣流中被分離。將用於磁分離器通過分類腔室抽出空氣的鼓風機佈置於除塵過濾器後面提供了，於一方面，使鼓風機負擔相對較少的灰塵，即細小的材料粒子，且另一方面，藉由於負壓下操作磁分離器，允許前面所描述的結構之實施。

較佳地，用於材料粒子之加速軌道被設置成用於將材料粒子分散輸出進入分類腔室，或者更確切地說進入輸送氣流導引進入分類腔室之構件後面。此加速軌道用作於短距離內將材料粒子的分散輸出加速至輸送氣流的速度之目的。例如，此目的可以藉由導引進入分類腔室的管線橫截面中的收縮完成。此外，增強輸送氣流中的材料粒子的分散輸出之進一步的構件，例如凸輪、偏置齒，亦或靜態混合器可被設置於具有最狹小的橫截面的位置上或區域中。

用作將材料粒子進一步分散進入輸送氣流的目的之擴散器可被設置成用於將材料粒子分散輸出進入輸送氣流且於其進入分類腔室之前或其剛進入分類腔室之後之構件後面。例如，擴散器可以藉由放大或擴充管線中氣流的橫截面被實施。擴散器用作進一步分散材料粒子的混合物及輸送氣流且將流速調節至所期望的進入速度之目的。於本文中，擴散器具有於4°與6°之間的擴張角以將任何流動分離及/或反混合最小化為有利的。設置擴散器的進一步優點是分類腔室中輸送氣流的流速被減低，因此允許輸送氣流以緩慢及線性的方式略過筒體的外表面。

用於在輸送氣流中誘發反向或逆向流動旋轉之裝置可被佈置於分類腔室中，尤其是輸送氣流的入口區域中。例如，所述的裝置可被設計成三角金屬片及/或具有可調角度的三角金屬片，藉由其形狀及方位誘發兩個逆轉氣流。誘發此等旋轉進入氣流使得所有的可磁化材料粒子於離開分類腔室之前更有可能將至少一次通往筒體的外表面附近，因而充分遭受到磁場的影響以被吸引至筒體的外表面。進一步的優點是由於磁場不再是絕對需要足夠強大的橫越分類腔室的整個橫截面，鑒於藉由誘發進入氣流的旋轉，所輸送的材料粒子從不夠強的磁場區域被額外地輸送至足夠強的磁場區域，所以藉由設置氣流中的旋轉允許更大的橫截面且因此更高的通過分類腔室的流量。

原則上，分類腔室的橫截面可以具有任何期望的形狀。分類腔室具有含圓角或斜角的矩形橫截面為有利的。由於此類橫截面特別適用於由磁性裝置所產生的磁場，所以其已證明為有利的，故能夠以簡單的方式確保沒有區域或非常有限的區域中，磁場未以足夠的強度作用。

有利地，磁分離器被設計成將不當空氣的進入最小化。若磁分離器是要於負壓下被操作，此舉尤其攸關重要。將不當空氣的進入最小化的設計將防止不必要的空氣從磁分離器的外面被抽進並進入磁分離器，尤其是進入分類腔室，因而減低了分類腔室中的流速。作為後者的結果，鼓風機也將需要更少的能量以產生所期望的流速。

較佳地，磁分離器為可連續操作。其被設置成被吸引至筒體的外表面的可磁化材料粒子從分類腔室被連續地排出並進入收集腔室，因而允許要被連續操作的磁分離器於本文中扮演中心角色。在這方面也具影響的事實是，要被分離的材料粒子的連續進料藉由分散進料進入通過分類腔室不中斷流動的輸送氣流變成可能。由於此類設計沒有必要停止及重新啟動系統，例如以提取可磁化材料粒子，所以具有能夠達到更高有效性水平的優點。

分類腔室的長度及/或輸送氣流的速度被設計及配置以達到材料粒子於分類腔室中從0.01秒至2秒的停留時間為有利的。於一方面，此類停留腔室已證明足夠長於兩種材料粒子之間獲得良好的純度及分離，即可磁化材料粒子及不可磁化材料粒子。另一方面，將停留時間保持得越短越好為期望的，因為此舉允許以相同的系統達到更高的通量。

1:磁分離器

3:料倉

4:旋輸送機

5:材料粒子

6:可磁化材料粒子

7:不可磁化材料粒子

10:筒體

11:外表面

12:縱向軸線

13:旋轉方向

14:凸輪桿

18:馬達

20:磁性裝置

21:三極磁體

22:磁極

23:磁極

24:磁極

25:磁場

26:鐵芯

27:線圈

30:分類腔室

31:寬度

32:深度

37:第二旋轉氣閘

40:收集腔室

41:加速軌道

42:擴散器

44:裝置

45:流動旋轉

47:旋轉氣閘

50:輸出構件

52:擺動輸送通道

53:鋸齒狀端部

54:進料漏斗

60:產生氣流構件

61:輸送氣流

62:鼓風機

65:清潔噴嘴

70:密封區域

71:氣流

72:密封件

73:密封件

80:除塵過濾器

本發明將參照圖式通過示意性實施方式於以下更詳細地被說明。此處所表示的為：圖1為根據本發明的磁分離器之示意性整體視圖；圖2為對應於圖1中線II的用於分散輸出的構件之視圖；圖3為沿圖1中線III之局部剖視圖；圖4為沿圖1中線IV之截面圖；圖5為根據本發明的磁分離器之截面圖；圖6為圖5中區域VI之放大圖；圖7為根據本發明的磁分離器之截面圖；及圖8為圖7中區域VIII之放大圖。

圖1示出根據本發明的磁分離器1之示意性整體視圖；其結構及功能於以下更詳細地被說明，其中組件及功能兩者以從要被分離的材料粒子5的進料朝往分離成可磁化材料粒子6及不可磁化材料粒子7的方向進行描述。

就本發明而言，「可磁化材料粒子6及不可磁化材料粒子7」意味著此等材料粒子具有不同的磁化率，並且可磁化材料粒子6比起不可磁化材料粒子7更大地受磁場影響為可能的。於本文中，不可磁化材料粒子7為完全不可磁化並不是絕對強制性的。

也應緊記，磁分離器的個別特徵被一起實施並不是強制性的，而僅是由於在以下的描述中的實施方式一起表示及說明了磁分離器的個別特徵。只實施磁分離器的實施方式中各自個別的特徵也是有可能的且仍然會將其視為符合本發明。

要被分離的材料粒子5被保留於料倉3中，該等材料粒子5從該料倉3中能夠通過螺旋輸送機4被導出且被輸送至磁分離器1進行分離。被保留於料倉中以被分離的材料粒子5，例如，可以表現出從D90<30微米(μm)至D90<500微米(μm)的範圍內的細度。材料粒子5通過螺旋輸送機4通往用於在磁分離器1將材料粒子分散進料至分類腔室30中的輸出構件50。

D90的值描述了粒度分佈中的粒子大小分佈，其中90%的分佈較小於參考粒徑而10%的分佈則較大於參考粒徑。

所述的輸出構件50可以各種方式被設計。於圖1中所示的實施方式中，其放大圖被表示於圖2從頂部所觀察的視圖中，輸出構件50包含具有鋸齒狀端部53的擺動輸送通道52。與導引至分類腔室30的管線連通的進料漏斗54位於所述端部53下方。

於擺動輸送通道52的端部上的鋸齒形缺口53用作將材料粒子5適當地且盡可能均勻地橫越進料漏斗54的整個橫截面機械分佈。

磁分離器1相對於環境於負壓下被操作。達成此用途的為如下更精確地描述的在磁分離器1的端部處用於產生輸送氣流的產生氣流構件60。藉由存在於磁分離器1中的負壓，周遭空氣作為材料粒子5被分散進入其中的輸送空氣61通過進料漏斗54被抽出。

對於材料粒子5的分散輸出的另一選項是，例如，藉由計量帶及空氣輸送機通道實施分散輸出。其他選項包括設置材料粒子5被分散至其上及空氣圍繞其循環的旋轉板，因而將材料粒子5分別地分散進入氣流。基本上對應於直接地從料倉噴灑出口的類似虹吸的解決方案同樣為可能的。然後，進一步的混合及分散可藉由方向的改變，以及被設置於從料倉3至分類腔室30的管線中的混合器及/或產生亂流的靜態或動態組件被相應地完成。

原則上，於此處所表示的實施方式中，此類靜態及/或動態組件也為可能的。

於圖1中所說明的實施方式中，加速軌道41被設置於隨著材料粒子5進入分類腔室30的輸送氣流61的入口前面。所述加速軌道41主要藉由將管線的橫截面收縮來實施，且被用於輸送空氣61中的材料粒子5的連續加速。此外，偏轉體，如凸輪或偏置齒及/或靜態混合器可被安裝於加速軌道41的最窄部分中以達到進一步的分散，即於輸送氣流61中的材料粒子5盡可能均勻地分佈。

分類腔室30中的流速，例如可通過將於以下更詳細地被描述的用於產生輸送氣流的產生氣流構件60的效力被調節。於加速軌道41的情況下，設置平坦的文托利噴嘴也是可能的，其同樣影響流入分類腔室30中的輸送氣流61的流速，因而也影響輸送氣流速度。

於此處所示的實施方式中，於輸送氣流61中的材料粒子5的加速及混合兩者被假設為大部分已結束，且於加速軌道41的端部處的分佈被假設為盡可能均勻。為了達成可磁化粒子6及不可磁化粒子7的最佳可能分離，使材料粒子5盡可能緩慢地導引經過磁性裝置20為期望的，其將於以下更詳細地被描述。然而，鑒於此舉會減低可達到的通量，故使材料粒子5盡可能快速地導引經過磁性裝置20為期望的，不過於此種情況下，於磁場內足夠持續時間的停留時間需被達成。

被安裝於進入分類腔室30的入口之前的擴散器42可被設置成用於此目的。因此，達成輸送氣流61被擴大且要被分類的材料可能被進一步分散，因而允許良好的分離。擴散器42，例如可藉由加寬輸送橫截面來實施，於此種情況下，為了將流動分離及/或反混合最小化，擴散器42的角度應理想地測定於4°與6°之間。此外，將流動區域擴大實現了伴隨材料粒子5的輸送氣流61的速度降低，因而允許所述輸送氣流及材料粒子通過磁場25更緩慢地被輸送， (其將於以下更詳細地被說明)，從而允許曝露時間被提高。

輸送氣流61伴隨材料粒子5，其後盡可能緩慢地流動，且以直線通過隨後的分類腔室30。分類腔室30(其中一個例子被表示於圖4中)具有含圓角及/或斜角的基本上為矩形的橫截面。分類腔室30的縱向邊由旋轉的筒體10所界定。位於筒體10內的為磁性裝置20，其較佳地被設計成三極磁體21。筒體10有利地由不可磁化或幾乎不可磁化的材料所製成，例如鋁。

磁性裝置20的結構以及筒體10的結構於以下參照於圖4更詳細地被描述。

如已所描述的，磁性裝置20較佳地為三極磁體21。此處所描述的實施方式係關於螺線管。就本發明而言，「三極」被理解為意指磁性裝置20被設計成使得其包含中心磁極23及兩個額外磁極22及24，其相對於所述中心磁極23被側向地佈置且與其相反地作用。換句話說，兩個外磁體的磁極於中心磁極23處塌陷。

於圖4中所說明的磁性裝置20的實施方式為包含用於產生磁場25的鐵芯26以及線圈27之螺線管。於此種情況下，線圈圍繞中心磁極23纏繞。磁場25於分類腔室30中基本上沿流動方向延伸。於本文中，分類腔室30的寬度31及深度32被設計成使得磁場25盡可能完全地填滿分類腔室30的內部。尤其是，如此意味著分類腔室30內的磁場25為足夠強以吸引可磁化材料粒子6。

磁性裝置20本身位於筒體10內部，且基本上從環境中被密封。如此具有可磁化粒子6不能夠直接通往磁體的優點，否則該等可磁化粒子6將能夠限制性能及/或最終污染。

藉由磁場25，可磁化粒子6被吸引至及附著至筒體10的外表面11。筒體10(也可以被稱作鼓)被設計成能夠圍繞其縱向軸線12旋轉。馬達18被設置成用作此目的。如圖4中所示，由於筒體10的旋轉方向13，外表面11的一部分被旋轉出磁場25的作用範圍外。此部分位於分類腔室30外。由於磁場25於此區域內不再有效，或更確切地說不再夠強，可磁化粒子6反過來從筒體10的外表面11掉落，且然後可以從磁分離器1中被排出。此外，凸輪桿14被設置於外表面11上以用於從分類腔室30中對可磁化粒子6的改善移除。當筒體10旋轉出磁場25外且可磁化粒子6不再被磁場25所吸引時，凸輪桿14於外表面11上的設置防止所述粒子基本上沿筒體10的外表面11滑動且未跟隨旋轉。換句話說，該等可磁化粒子6被防止無法旋轉出磁場外。可磁化粒子16往磁場25外的輸送歸因於凸輪桿14構成標高增加而被促進。

其他對應的裝置也可被設置於筒體10的外表面11上以作為替代方案或凸輪桿14之外的額外方案。在這方面的例子包括凹槽、凹部等。

如從圖1中所示，位於分類腔室30之後的為收集腔室40，於其中可磁化粒子6被捕獲。旋轉氣閘47位於收集腔室40的下端，例如，為了於不增加進入磁分離器1的空氣滲漏下從收集腔室40中提取可磁化粒子6。當然，提取裝置也可以不同的方式被設計，只要採用的設計方式使空氣滲漏最小化即可。

不可磁化材料粒子7保留於分類腔室30中以於除塵過濾器80的方向上通過輸送氣流61被輸送。不可磁化材料粒子7於此除塵過濾器80中自輸送氣流61分離，且可隨後同樣從磁分離器1中通過第二旋轉氣閘37被移除。作為產生輸送氣流且通過磁分離器1抽出空氣的產生氣流構件60之鼓風機62被連接至除塵過濾器80。

以下參照於圖5及圖6更詳細地解釋尤其是於分類腔室30與收集腔室40之間的區域。於本文中，於圖5中的區域VI的放大圖被表示於圖6中。圖5及圖6兩者說明了通過根據本發明的磁分離器1的橫截面。

如已所描述的，磁分離器1相對於周遭空氣於負壓下被操作。存在於收集腔室40中的靜壓力被另外設置成高於分類腔室30中的靜壓力。如此意味著空氣或氣體將傾向於從收集腔室40朝往分類腔室30流動。為了特別影響其體積及/或速度，密封區域70被設置於分類腔室30、收集腔室40及筒體10的外表面11的交會點處。由於壓力的差異，氣流從收集腔室40通過此密封區域70於分類腔室30的方向上流動。相應地，能夠將氣流最小化或對氣流有影響的裝置如密封件或唇狀物被設置於密封區域70中。

關於圖5及圖6所示的實施方式中，密封件72被設置於分類腔室30與收集腔室40交會的區域中。此密封件較大於且尤其是較長於兩個凸輪桿14之間的距離，因此與凸輪桿14交互作用以產生一種具有受限空氣體積的腔室，其作為用於將空氣從收集腔室40輸送至分類腔室30的氣閘。密封件72與凸輪桿14的頂部之間的距離可被調整，因此從收集腔室40至分類腔室30的氣流可被調整。

於本文中，凸輪桿14也用作改善分類腔室30與收集腔室40之間的氣封的目的。原則上，密封件與凸輪桿14之間的距離可被設計成可調整的。如此意味著相反於筒體10的旋轉方向13所形成產生的氣流71可被調整。氣流71具有將附著的可磁化材料粒子6及不可磁化材料粒子7從外表面11或凸輪桿14吹走且將其吹回至分類腔室30中的功能。材料粒子5的後純化可以此方式被達成。當然，氣流71不會被調整至使所有材料粒子5普遍都被吹走之如此大的程度。如已所描述的，氣流71的強度及體積可藉由調整密封件被改變。在這方面，可以同樣被用於改變流入收集腔室中的空氣體積之用於收集腔室40的進氣口被設置，從而允許氣流71也受到影響。

以類似的方式，如圖5中所說明，另一密封件73被設置於收集腔室40與分類腔室30交會點的另一側上。於此種情況下盡可能具有最好的密封件為期望的。

進一步的裝置也可被設置以改善可磁化材料粒子6的純度。此裝置將參照圖7及圖8於以下更詳細地被說明。圖7同樣表示了通過根據本發明的磁分離器1的截面的示意圖，其中圖8為圖7中的區域VIII的放大說明圖。此再一次關係到密封區域70。

除了氣流之外，於此種情況下，主動地將空氣吹至筒體10的外表面11上的清潔噴嘴65被設置。此種空氣的主動吹送可藉由主動地注入空氣而被進行，但也可能通過現存的負壓於此方向上抽入空氣。額外的清潔噴嘴65的重點類似於氣流71的重點，在於存在於外表面11上的材料被吹走，於分類腔室30中提供進一步的清潔。

如參照圖3於以下所描述的，甚至更好的分離性能可藉由於分類腔室30中設置用於誘發流動旋轉之裝置44被達成。所述裝置例如可被設計成角度可被調整的三角形狀金屬板，或可被設計成三角翼。在這方面，所述裝置誘發兩個流動旋轉45為重要的，該兩個流動旋轉45於相反的方向上移動且額外地確保了位於分類腔室30內的材料粒子5被盡可能密集地輸送至筒體10的外表面11，以使可磁化粒子6被吸引至外表面11。

分類腔室30中的輸送氣流61應盡可能均勻，尤其是層狀的。就本發明而言，此可被視為盡可能平行於鼓或磁軸，其中此也包含先前所描述的誘發流動旋轉。較佳地，輸送氣流61的速度被調整成使得其大約對應於材料粒子5的集體終端速度。如此意味著不分散輸出被假定。於此種情況下，速度正常於3米/秒(m/sec)與7米/秒(m/sec)之間的範圍內。

各種效果可藉由改變流速被達成。藉由於分類腔室30中的輸送氣流61更高意即更快的流速，於給出恆定的灰塵負載的條件下(即輸送氣流61每單位體積之相同材料粒子的負載5)，更高的通量會被達成。具恆定的通量的情況下，灰塵負載或更確切地說材料粒子的負載會被減低，從而增加了於收集腔室40中被排出的可磁化材料粒子6的純度。

若輸送氣流61的流速被減低，則磁場25中的停留時間被增加，且因此可磁化粒子6的提取部分被排出。

從磁分離器1的整體概念來看，根據本發明的磁分離器1的關鍵特徵在於要被分離的材料粒子5要利用輸送氣流61以均勻流被輸送。另外關鍵的是輸送氣流61及筒體10的旋轉方向13被定位於基本上互相垂直的方向上，以使被累積於筒體10的外表面11上的可磁化材料粒子6盡可能迅速地從磁場25中被移除，因而對磁性裝置20的性能基本上不具有影響。若此等材料粒子要持續被累積，則合成磁場25將最終減弱，且磁分離器1的有效度將惡化。

原則上，取決於磁場的強度及個別要被分類的材料粒子5，將多個根據本發明的磁分離器1一個接另一個佈置以產生各種不同的材料品質也為可能的。以類似的方式，藉由分割的收集腔室40來實施此發明也為可能的，其中具有不同於下部區域中的材料性質的性質之材料被收集於上部區域中。在這方面，沿筒體的縱向軸線設置變動強度的磁性裝置20也為可能的。

而且，相較於來自先前技術所類似地建構的磁分離器，使用根據本發明的磁分離器1將達到極為有利的成長法則。

為了增加傳統鼓式磁分離器中的通量，此目的通常只能藉由增加鼓的寬度、增加可磁化粒子層的容許厚度，及/或增加鼓的速率，意即旋轉速率被達成。如已所描述的，於鼓上的材料層的厚度無法於不對移除、純度及磁場強度帶來負面影響的情況下被達到。此與鼓的速率為類似的情況。

超過一定鼓的速率時，離心力如此之大以至於被吸引的材料粒子由於旋轉而被甩掉，且因此無法藉由鼓被輸送出磁場外。鑑於當增加尺寸時鼓的排放速度及於鼓上的層的厚度兩者應保持不變，此意味著大部分的情況下通量只能通過鼓寬被增加。此情況亦憑藉以下事實而合理：對照於本發明，已知的鼓式磁分離器中並非基本上只有可磁化的粒子被吸引至鼓。因此，對於傳統的鼓式磁分離器來說，於鼓上的可磁化粒子層盡可能地薄，理想地意即一顆粒之厚，為期望的。

另一方面，根據本發明，通過分類腔室以於所有三個方向上：長度、寬度及高度上將其擴展為可能的。若分類腔室中的流速保持不變，則於此種情況下，根據本發明的磁分離器的通量將以二次函數方式增加，而不是如先前技術那般按比例增加。若流速能同樣隨著更大的系統及尺寸被增加，則結果的成長法則甚至將更為活躍。相較於已知的鼓式磁分離器，根據本發明的解決方案的優點被展現在這方面：藉由根據本發明的磁分離器，由於粒子被分散於輸送氣流及磁分離器的整體結構中，基本上只有可磁化粒子存在於鼓上，或更確切地說於筒體的外表面上，於鼓上提供唯一薄、單顆粒厚度的可磁化粒子並不是必要的。因此，與已知的鼓式磁分離器不同，並不會發生轉速的問題。另外，鼓有多緩慢地轉動及於鼓上的可磁化粒子層有多厚對純度並不具有影響。

此種有利的成長法則提供了甚至可被用於更大的系統尺寸的磁分離器1的優點，而不需要導致不合乎經濟的尺寸。

利用根據本發明的磁分離器，以乾燥及有效的方式將從D90<30微米(μm)至D90<500微米(μm)的等級的材料細粒分離因此為可能的。