WO2011134710A1 - Vorrichtung zum abscheiden ferromagnetischer partikel aus einer suspension - Google Patents

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WO2011134710A1
WO2011134710A1 PCT/EP2011/053450 EP2011053450W WO2011134710A1 WO 2011134710 A1 WO2011134710 A1 WO 2011134710A1 EP 2011053450 W EP2011053450 W EP 2011053450W WO 2011134710 A1 WO2011134710 A1 WO 2011134710A1
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suspension
space
reactor
ferromagnetic particles
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Vladimir Danov
Klaus Dennerlein
Werner Hartmann
Andreas SCHRÖTER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28—Magnetic plugs and dipsticks
    • B03C1/286—Magnetic plugs and dipsticks disposed at the inner circumference of a recipient, e.g. magnetic drain bolt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/025—High gradient magnetic separators
    • B03C1/031—Component parts; Auxiliary operations
    • B03C1/033—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
    • B03C1/0332—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit using permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/18—Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid

Definitions

  • the invention relates to a device for separating ferromagnetic particles from a suspension, with a tubular reactor which can be flowed through by the suspension, and a magnet which generates a magnetic field.
  • the ore is ground to powder and the resulting powder mixed with water.
  • This suspension is exposed to a magnetic field generated by one or more magnets, so that the ferromagnetic particles are attracted, whereby they can be separated from the suspension.
  • a device for separating ferromagnetic particles from a suspension in which a drum consisting of iron rods is used.
  • the iron rods are alternately magnetized during rotation of the drum, so that ferromagnetic particles adhere to the iron ⁇ rods, whereas the other components fall on Suspensi- between the iron rods.
  • DE 26 51 137 A1 describes an apparatus for separating magnetic particles from an ore material, in which the suspension is passed through a tube which is surrounded by a magnetic coil.
  • the ferromagnetic particles accumulate at the edge of the tube, other particles are separated by a central tube, which is located inside the tube.
  • a magnetic separator is described in US 4,921,597 B.
  • the magnetic separator has a drum on which a plurality of magnets are arranged. The drum is opposite to the flow direction of the suspension. rotates, so that ferromagnetic particles on the drum are anhaf ⁇ th and separated from the suspension.
  • a process for the continuous magnetic separation of suspensions is known from WO 02/07889 A2.
  • a rotatable drum is used, in which a permanent ⁇ magnet is attached to deposit ferromagnetic particles from the suspension.
  • a permanent ⁇ magnet is attached to deposit ferromagnetic particles from the suspension.
  • the invention is therefore based on the object to provide a Vorrich ⁇ device for separating ferromagnetic particles from a suspension, which is able to separate ferromagnetic particles with high purity.
  • the Re ⁇ actuator has a partition which separates the interior of the reactor into a first space and a second space, wherein the
  • Magnets are arranged in and or on the partition and the partition has at least one opening connecting the first space with the second space.
  • the invention is based on the finding that the ferromagnetic particles can be deposited by the magnetic field by being moved from the first space into the second space under the action of the magnetic field. Under the influence of the magnetic field, the ferromagnetic particles are deflected from their tables flow path only, the übri ⁇ gen unwanted components of the suspension flow uninfluenced through the first space, and then leave the reactor.
  • the substance to be separated can be a solid in Form of a suspension, for example, magnetite Fe 3 Ü 4 or its agglomerates with a material to be separated from the liquid stream.
  • the magnets arranged in or on the partition exert an attraction on the magnetizable particles, so that they are drawn continuously to the partition wall and accumulate there.
  • the ferromagnetic particles pass the aperture, assisted by a corresponding magnetic field, and are moved into the second space and separated from the suspension.
  • the ferromagnetic particles accumulate in the region of the opening, from where the ferromagnetic particles can be separated and separated.
  • the magnets can be arranged so that their field strength increases from magnet to magnet, wherein the magnets can be arranged adjacent to or at a distance from each other.
  • a plurality of juxtaposed magnets are arranged in or on the partition wall. The integration of the magnets into the partition does not affect the flow.
  • the partition wall is tubular. In this way, the entire peripheral surface of the partition can serve to attract the ferromagnetic particles.
  • the partition is included formed as a tube that is inserted into the interior of the reactor ⁇ sets and divides the interior into the first room and the second room.
  • a displacement body surrounded by the partition wall may be arranged in the interior of the reactor.
  • the displacer causes the suspension with the ferromagnetic particles contained therein to flow closer to the dividing wall, so that the ferromagnetic particles are enriched under the influence of the magnetic field continuously or stepwise in the vicinity of the dividing wall, from where they reach an opening.
  • the shape of the displacer is adapted to the shape of the reactor, the displacer may be formed, for example, cylindrical in ⁇ .
  • the inventive device In order to improve the desired concentration of the ferromagnetic particles when passing through the reactor, it may be provided with the inventive device such that adjacent magnets have a magnetic rising to Magn ⁇ netfeld53. Accordingly, the ferromagnetic particles accumulate from magnet to magnet continuously in the region of the dividing wall or on the dividing wall, so that a concentrate stream is discharged from the liquid stream at the opening.
  • the opening of the device according to the invention is designed as a completely or at least partially circumferential gap.
  • the circumferential gap which is perpendicular to the flow direction, allows the deposition of the ferromagnetic particles practically over the entire circumference.
  • the ferromagnetic particles After flowing through the opening, the ferromagnetic particles enter the second space and can be removed from there or passed into a storage container.
  • it can also be provided in the device according to the invention that it has a plurality of openings arranged distributed in the longitudinal direction of the reactor. The openings can thus cascade, be arranged one behind the other arrival, so can pass from the first space into the second space at each opening ferromagnetic Par ⁇ Tikel.
  • the magnets are unmagnetized during assembly and are then magnetized individually.
  • the magnets can be mounted easily in unmagnetized state, then each magnet can be impressed the desired magnetic field strength. Dement sprea ⁇ chend virtually arbitrary courses of the magnetic field he be ⁇ testifies.
  • Another variant of the device according to the invention provides that the magnets are designed as electromagnets. This results in the advantage that the shape and size of the resulting magnetic field can be adjusted, furthermore, by means of the electromagnets an adaptation to process parameters can take place; the process parameters can be, for example, the concentration of the ferromagnetic particles in the suspension or Flow rate or the flow rate act.
  • FIG. 1 a first embodiment of an inventive ⁇ SEN apparatus in a partially sectioned view
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the invention in a sectional view.
  • the apparatus 1 shown in FIG. 1 comprises a reactor 2, which is tubular in the illustrated embodiment. Via an inlet 3, the reactor 2 is a
  • ferromagnetic particles 4 in spherical form are shown by way of example, but the undesired components of the suspension are not shown.
  • the suspension flows through the reactor 2 in the direction of the arrow 5.
  • a zy ⁇ - cylindrical displacer 6 In the center of the reactor 2 is a zy ⁇ - cylindrical displacer 6, so that in the interior of the reactor 2, an annular gap is formed through which the suspension flows.
  • the reactor 2 has a partition wall 7 which separates the interior of the reactor 2 into a first space 8 and a second space 9.
  • the partition 7 has a tubular shape, accordingly it is in the first chamber 8 and the two ⁇ th space 9 by annular gaps of constant diameter.
  • a plurality of magnets 10 are embedded at a distance to ⁇ each other. Likewise, a plurality of magnets 10 are distributed in the circumferential direction distributed in the partition 7.
  • the magnets 10 form a matrix of magnets arranged axially and in the circumferential direction.
  • the magnets 10 are selected so that adjacent magnets 10 in the flow direction of the Suspension have increasing magnetic field strength.
  • the Mag ⁇ netfeldher decreases in the longitudinal direction in the vicinity of openings 11, 12 to.
  • the openings 11, 12 are formed as annular gaps and connect the first space 8 with the second space 9.
  • the increased magnetic field strength in the region of the openings 11, 12 causes the ferromagnetic particles to accumulate in the vicinity of the openings 11, 12 and through the Flow from the inner first space 8 in the outer second space 9 pass.
  • the second space 9 downstream of the openings 11, 12 is almost completely filled with particles 4 which are collected at the lower end 13 of the reactor 2 or prepared for further processing steps .
  • a saturation layer is formed in the first space 8, in which the magnetic field gradient continuously attenuates with increasing layer thickness.
  • the deposition of the ferromagnetic particles can be facilitated by a suction pump, not shown, whose suction side is connected to the second space 9.
  • the suction pump ⁇ he demonstrates a negative pressure which sucks the ferromagnetic particles from the second space. 9
  • the negative pressure generated by the pump can be adjusted to match the flow rate of the suspension in the reactor 2 and the concentration of the ferromagnetic particles 4 in the suspension. The deposition of the ferromagnetic particles 4 is fully continuous.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a device for separating ferromagnetic particles from a suspension, wherein the same reference numerals as in FIG. 1 are used for matching components.
  • the Vorrich ⁇ device 14 which is shown in section in FIG. 2, the reactor 2 with the partition wall 7, are embedded in the magnets 10.
  • the partition wall 7 has openings 11, 12, which are arranged spaced apart in the longitudinal direction and separate the first space 8 from the second space 9.
  • a displacer body is not provided in the device 14, so that there are 2 ferromagnetic particles 4 in the center of the reactor.
  • magnets 10 By choosing magnets 10 with a certain magnetic field strength and a certain direction of the magnetic field, a constant volumetric flow can be set so that the ferromagnetic particles 4 accumulate in the vicinity of the openings 11, 12, pass through the openings 11, 12 and out of the second space 9 are sucked off.
  • the magnets 10 are designed as electromagnets which are excited in such a way ⁇ attached with alternating current, that a traveling magnetic field is established.
  • the migrating magnetic field moves in or alternatively also counter to the flow direction of the suspension.
  • the magnets 10 designed as electromagnets are in the vicinity of the openings 11, 12 de-energized for a short time again, so that the accumulated there magneti ⁇ rule agglomerates or particles more easily sucked through the openings 11, 12 and into the second space 9 be transported.

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Abstract

Vorrichtung zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension, mit einem von der Suspension durchströmbaren rohrförmigen Reaktor und ein Magnetfeld erzeugenden Magneten, wobei der Reaktor (2) eine Trennwand (7) aufweist, die das Innere des Reaktors (2) in einen ersten Raum (8) und einen zweiten Raum (9) trennt, wobei die Magnete (10) in und/oder an der Trennwand (7) angeordnet sind und die Trennwand (7) wenigstens eine den ersten Raum (8) mit dem zweiten Raum (9) verbindende Öffnung (11, 12) aufweist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden ferro- magnetischer Partikel aus einer Suspension, mit einem von der Suspension durchströmbaren rohrförmigen Reaktor und ein Magnetfeld erzeugenden Magneten.
Um ferromagnetische Bestandteile, die in Erzen erhalten sind, zu gewinnen, wird das Erz zu Pulver gemahlen und das erhaltene Pulver mit Wasser gemischt. Diese Suspension wird einem Magnetfeld ausgesetzt, das durch einen oder mehrere Magnete erzeugt wird, sodass die ferromagnetischen Partikel angezogen werden, wodurch diese aus der Suspension abgeschieden werden können .
Aus der DE 27 11 16 A ist eine Vorrichtung zum Trennen ferro- magnetischer Partikel aus einer Suspension bekannt, bei der eine aus Eisenstäben bestehende Trommel verwendet wird. Die Eisenstäbe werden während der Drehung der Trommel abwechselnd magnetisiert , sodass ferromagnetische Partikel an den Eisen¬ stäben anhaften, wohingegen andere Bestandteile der Suspensi- on zwischen den Eisenstäben herunterfallen.
In der DE 26 51 137 AI wird eine Vorrichtung zur Trennung magnetischer Partikel von einem Erzmaterial beschrieben, bei der die Suspension durch ein Rohr geleitet wird, das von ei- ner Magnetspule umgeben ist. Die ferromagnetischen Partikel sammeln sich am Rand des Rohrs an, andere Partikel werden durch ein mittleres Rohr, das sich im Inneren des Rohrs befindet, abgeschieden. Ein magnetischer Separator wird in der US 4,921,597 B beschrieben. Der magnetische Separator besitzt eine Trommel, auf der eine Mehrzahl von Magneten angeordnet ist. Die Trommel wird entgegengesetzt zur Fließrichtung der Suspension ge- dreht, sodass ferromagnetische Partikel an der Trommel anhaf¬ ten und von der Suspension getrennt werden.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen magnetischen Separation von Suspensionen ist aus der WO 02/07889 A2 bekannt. Dort wird eine drehbare Trommel verwendet, in der ein Permanent¬ magnet befestigt ist, um ferromagnetische Partikel aus der Suspension abzuscheiden. Bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren besteht teilweise das Problem, dass auch Sand und andere in dem gemahle¬ nen Erz enthaltene unerwünschte Bestandteile abgeschieden werden, die an den ferromagnetischen Partikeln anhaften, weshalb die Reinheit der abgeschiedenen Fraktion der ferromagne- tischen Partikel unzureichend ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich¬ tung zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension anzugeben, die in der Lage ist, ferromagnetische Par- tikel mit hoher Reinheit abzutrennen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Re¬ aktor eine Trennwand aufweist, die das Innere des Reaktors in einen ersten Raum und einen zweiten Raum trennt, wobei die
Magnete in und oder an der Trennwand angeordnet sind und die Trennwand wenigstens eine den ersten Raum mit dem zweiten Raum verbindende Öffnung aufweist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die ferro- magnetischen Partikel durch das Magnetfeld abgeschieden werden können, indem sie unter der Einwirkung des Magnetfelds von dem ersten Raum in den zweiten Raum bewegt werden. Unter dem Einfluss des Magnetfelds werden lediglich die ferromagne- tischen Partikel von ihrem Strömungsweg abgelenkt, die übri¬ gen unerwünschten Bestandteile der Suspension strömen unbe- einflusst durch den ersten Raum und verlassen anschließend den Reaktor. Der abzutrennende Stoff kann ein Feststoff in Form einer Suspension sein, beispielsweise Magnetit Fe3Ü4 oder dessen Agglomerate mit einem aus dem Flüssigkeitsstrom abzutrennenden Stoff. Daneben kann es sich auch um nicht in der Flüssigkeit lösliche Flüssigkeitströpfchen handeln, die durch eine Oberflächenfunktionalisierung der magnetisierbaren Partikel an diese gebunden sind. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch Spurenstoffe entfernt werden, die in der Flüssigkeit gelöst enthalten sind. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Separationsvorgang automatisch und voll kontinuierlich durchgeführt werden. Die in oder an der Trennwand angeordneten Magnete üben eine Anziehungskraft auf die magnetisierbaren Partikel aus, sodass diese kontinuierlich zur Trennwand gezogen werden und sich dort ansammeln. Bei Erreichen der Öffnung passieren die ferromagnetischen Partikel die Öffnung, was durch ein entsprechendes Magnetfeld unterstützt wird, und werden in den zweiten Raum bewegt und von der Suspension getrennt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die Magnete im Bereich der Öffnung eine größere Feldstärke als benachbarte Magnete aufweisen. Bei dieser Aus¬ gestaltung kommt es zur Ansammlung der ferromagnetischen Partikel im Bereich der Öffnung, von wo aus die ferromagneti- sehen Partikel separiert und abgeschieden werden können. Die Magnete können so angeordnet sein, dass deren Feldstärke von Magnet zu Magnet ansteigt, wobei die Magnete benachbart oder mit Abstand zueinander angeordnet sein können. Gemäße einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass in oder an der Trennwand mehrere nebeneinander angeordnete Magnete angeordnet sind. Durch die Integration der Magnete in die Trennwand wird die Strömung nicht beeinflusst. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es bevorzugt, dass die Trennwand rohrförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die gesamte Umfangsfläche der Trennwand zum Anziehen der ferromagnetischen Partikel dienen. Die Trennwand ist dabei als Rohr ausgebildet, das in das Innere des Reaktors einge¬ setzt ist und den Innenraum in den ersten Raum und den zweiten Raum unterteilt. Um den Wirkungsgrad bei der Separation der ferromagnetischen Partikel weiter zu erhöhen, kann es vorgesehen sein, dass im Inneren des Reaktors ein von der Trennwand umgebener Verdrängerkörper angeordnet ist. Der Verdrängerkörper bewirkt, dass die Suspension mit den darin enthaltenen ferromagnetischen Partikeln näher an der Trennwand vorbeiströmt, sodass die ferromagnetischen Partikel unter dem Einfluss des Magnetfelds kontinuierlich oder schrittweise in der Nähe der Trennwand angereichert werden, von wo aus sie zu einer Öffnung gelangen. Vorzugsweise ist die Form des Verdrängerkörpers an die Form des Reaktors angepasst, der Verdrängerkörper kann bei¬ spielsweise zylinderförmig ausgebildet sein.
Um die gewünschte Konzentration der ferromagnetischen Partikel beim Durchströmen des Reaktors zu verbessern, kann es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass benachbarte Magnete eine von Magnet zu Magnet ansteigende Mag¬ netfeldstärke aufweisen. Dementsprechend sammeln sich die ferromagnetischen Partikel von Magnet zu Magnet kontinuierlich im Bereich der Trennwand oder an der Trennwand an, so- dass an der Öffnung ein Konzentratstrom aus dem Flüssigkeitsstrom ausgetragen wird.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Öffnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als ganz oder zumindest teilweise umlaufender Spalt ausgebildet ist. Der umlaufende Spalt, der senkrecht zur Strömungsrichtung verläuft, ermöglicht die Ab- scheidung der ferromagnetischen Partikel praktisch über den gesamten Umfang. Nach dem Durchströmen der Öffnung gelangen die ferromagnetischen Partikel in den zweiten Raum und können von dort abgeführt oder in einen Vorratsbehälter geleitet werden . In diesem Zusammenhang kann es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch vorgesehen sein, dass sie mehrere in Längsrichtung des Reaktors verteilt angeordnete Öffnungen aufweist. Die Öffnungen können somit kaskadenartig, hintereinander an- geordnet sein, sodass an jeder Öffnung ferromagnetische Par¬ tikel von dem ersten Raum in den zweiten Raum gelangen können. Somit ist es möglich, die ferromagnetischen Partikel mit hoher Reinheit zu separieren bzw. die Ausbeute der ferromag- netischen Partikel zu steigern.
Um die Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erleichtern, kann es vorgesehen sein, dass die Magnete bei der Montage unmagnetisiert sind und anschließend individuell aufmag- netisiert werden. Die Magnete lassen sich im unmagnetisierten Zustand leicht montieren, anschließend kann jedem Magnet die gewünschte Magnetfeldstärke aufgeprägt werden. Dementspre¬ chend können praktisch beliebige Verläufe des Magnetfelds er¬ zeugt werden. Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Magnete als Elektromagnete ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Form und Größe des sich ergebenden Magnetfelds angepasst werden kann, ferner kann mittels der Elektromagnete eine Anpassung an Prozesspa- rameter erfolgen, bei den Prozessparametern kann es sich beispielsweise um die Konzentration der ferromagnetischen Partikel in der Suspension oder die Strömungsgeschwindigkeit oder den Volumenstrom handeln. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Elektromagnete mit Wech¬ selstrom anzuregen, dergestalt, dass sich ein wanderndes Mag¬ netfeld in oder auch entgegen der Fließrichtung der Suspension ergibt. Dadurch werden u. a. auch die Magneten in der Nachbarschaft der Öffnungen immer wieder kurzzeitig abgeregt, sodass die dort angesammelten magnetischen Agglomerate leichter durch die Öffnungen abgesaugt und in den zweiten Raum transportiert werden können. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellun¬ gen und zeigen:
Fig. 1 ein erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung in einer teilweise geschnittenen Ansicht; und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer geschnittenen Ansicht.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 umfasst einen Reaktor 2, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel rohrförmig aus- gebildet ist. Über einen Einlass 3 wird dem Reaktor 2 eine
Suspension zugeführt, die ferromagnetische Partikel 4 und un¬ erwünschte Bestandteile wie Sand, Erz, usw. enthält. In der schematischen Darstellung von Fig. 1 sind beispielhaft ferro- magnetische Partikel 4 in Kugelform dargestellt, nicht ge- zeigt sind hingegen die unerwünschten Bestandteile der Sus¬ pension. Die Suspension durchströmt den Reaktor 2 in Richtung des Pfeils 5. Im Zentrum des Reaktors 2 befindet sich ein zy¬ lindrischer Verdrängerkörper 6, sodass im Inneren des Reaktors 2 ein Ringspalt gebildet ist, durch den die Suspension strömt.
Der Reaktor 2 weist eine Trennwand 7 auf, die das Innere des Reaktors 2 in einen ersten Raum 8 und einen zweiten Raum 9 trennt. Die Trennwand 7 ist rohrförmig ausgebildet, dement- sprechend handelt es sich bei dem ersten Raum 8 und dem zwei¬ ten Raum 9 um Ringspalte mit konstantem Durchmesser.
In die Trennwand 7 sind mehrere Magnete 10 mit Abstand zu¬ einander eingebettet. Ebenso sind mehrere Magnete 10 jeweils in Umfangsrichtung verteilt in der Trennwand 7 angeordnet. Die Magnete 10 bilden eine Matrix von axial und in Umfangs- richtung angeordneten Magneten. Die Magnete 10 sind so gewählt, dass benachbarte Magnete 10 eine in Fließrichtung der Suspension ansteigende Magnetfeldstärke aufweisen. Die Mag¬ netfeldstärke nimmt dabei in Längsrichtung in der Nähe von Öffnungen 11, 12 zu. Die Öffnungen 11, 12 sind als Ringspalte ausgebildet und verbinden den ersten Raum 8 mit dem zweiten Raum 9. Die im Bereich der Öffnungen 11, 12 erhöhte Magnetfeldstärke bewirkt, dass sich die ferromagnetischen Partikel in der Nähe der Öffnungen 11, 12 ansammeln und durch die Strömung von dem inneren ersten Raum 8 in den äußeren zweiten Raum 9 gelangen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der zweite Raum 9 stromabwärts der Öffnungen 11, 12 nahezu vollständig mit Partikeln 4 gefüllt, die am unteren Ende 13 des Reaktors 2 gesammelt oder für weitere Bearbeitungsschritte bereitge¬ stellt werden. Im Bereich der Öffnungen 11, 12 entsteht in dem ersten Raum 8 eine Sättigungsschicht, in der sich der Magnetfeldgradient mit zunehmender Schichtdicke kontinuierlich abschwächt. Die Abscheidung der ferromagnetischen Partikel kann durch eine nicht dargestellte Saugpumpe erleichtert werden, deren Saug- seite mit dem zweiten Raum 9 verbunden ist. Die Saugpumpe er¬ zeugt einen Unterdruck, der die ferromagnetischen Partikel aus dem zweiten Raum 9 absaugt. Der von der Pumpe erzeugte Unterdruck kann eingestellt werden, um ihn an die Strömungsgeschwindigkeit der Suspension in dem Reaktor 2 und an die Konzentration der ferromagnetischen Partikel 4 in der Suspension anzupassen. Die Abscheidung der ferromagnetischen Partikel 4 erfolgt voll kontinuierlich.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrich- tung zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension, wobei für übereinstimmende Komponenten dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden. In Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrich¬ tung 14, die in Fig. 2 geschnitten dargestellt ist, den Reak- tor 2 mit der Trennwand 7, in der Magnete 10 eingebettet sind. Die Trennwand 7 weist Öffnungen 11, 12 auf, die in Längsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind und den ersten Raum 8 von dem zweiten Raum 9 trennen. Ein Verdränger- körper ist bei der Vorrichtung 14 jedoch nicht vorgesehen, sodass sich auch im Zentrum des Reaktors 2 ferromagnetische Partikel 4 befinden. Durch die Wahl von Magneten 10 mit einer bestimmten Magnetfeldstärke und einer bestimmten Richtung des Magnetfelds kann ein konstanter Volumenstrom eingestellt werden, sodass sich die ferromagnetischen Partikel 4 in der Nähe der Öffnungen 11, 12 ansammeln, die Öffnungen 11, 12 passieren und aus dem zweiten Raum 9 abgesaugt werden. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind die Magnete 10 als Elektromagnete ausgebildet, die mit Wechselstrom derart ange¬ regt werden, dass sich ein wanderndes Magnetfeld einstellt. Das wandernde Magnetfeld bewegt sich in oder alternativ auch entgegen der Fließrichtung der Suspension. Durch das wandern- de Magnetfeld werden die als Elektromagnete ausgebildeten Magnete 10 in der Nähe der Öffnungen 11, 12 immer wieder kurzzeitig abgeregt, sodass die dort angesammelten magneti¬ schen Agglomerate oder Partikel leichter durch die Öffnungen 11, 12 abgesaugt und in den zweiten Raum 9 transportiert wer- den.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension, mit einem von der Suspension durch- strömbaren rohrförmigen Reaktor und ein Magnetfeld erzeugenden Magneten, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (2) eine Trennwand (7) aufweist, die das Innere des Reaktors (2) in einen ersten Raum (8) und einen zweiten Raum (9) trennt, wobei die Magnete (10) in und/oder an der Trennwand (7) ange- ordnet sind und die Trennwand (7) wenigstens eine den ersten Raum (8) mit dem zweiten Raum (9) verbindende Öffnung (11, 12) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (10) im Bereich der Öffnung (11, 12) eine größere Feldstärke als benachbarte Magnete aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Trennwand (7) mehrere nebeneinander angeordnete Magnete (10) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (10) mit Abstand zueinander angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (7) rohrförmig aus¬ gebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass im Inneren des Reaktors (2) ein von der Trennwand (7) umgebener Verdrängerkörper (6) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerkörper (6) zylinderförmig ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Magnete (10) eine in Fließrichtung der Suspension von Magnet zu Magnet ansteigende Magnetfeldstärke aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Öffnung (11, 12) als ganz oder zumindest teilweise umlaufender Spalt ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Öffnungen (11, 12) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere in Längsrichtung des Reaktors verteilt angeordnete Öffnungen (11, 12) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (10) bei der Montage unmagnetisiert sind und anschließend individuell aufmagneti- siert werden.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete als Elektromagnete ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnete mit Wechselstrom angeregt werden, derart, dass sich ein wanderndes Magnetfeld in oder auch ent¬ gegen der Fließrichtung der Suspension ergibt.
PCT/EP2011/053450 2010-04-28 2011-03-08 Vorrichtung zum abscheiden ferromagnetischer partikel aus einer suspension WO2011134710A1 (de)

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