WO2016041534A1 - Strong magnetic field magnetic separator - Google Patents

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WO2016041534A1
WO2016041534A1 PCT/DE2015/000428 DE2015000428W WO2016041534A1 WO 2016041534 A1 WO2016041534 A1 WO 2016041534A1 DE 2015000428 W DE2015000428 W DE 2015000428W WO 2016041534 A1 WO2016041534 A1 WO 2016041534A1
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matrix
rotor
yoke
rotor disk
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PCT/DE2015/000428
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Inventor
Mario Gerards
Sebastian-Henry Müller
Marco Steinberg
Original Assignee
Mbe Coal & Minerals Technology Gmbh
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    • B03C2201/18Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid

Definitions

  • the invention relates to a Starkfeldmagnetscheider for separating suspended in a carrier medium solid particles with different magnetic susceptibility, having a rotor rotatably driven about an axis with at least one ferromagnetic rotor disk, wherein the axis has an angle, preferably a right angle to the horizontal, an annular Arrangement of open containers (matrix boxes) at the outer edge of each rotor disk for the medium to flow through the matrix boxes, wherein the flow direction is preferably directed from top to bottom and wherein inside the matrix boxes paramagnetic bodies (matrix) are arranged for the separation process, at least a device for discharging the carrier medium with the suspended solid particles into the matrix boxes, at least one device for discharging particle fractions retained in the matrix boxes due to magnetic attraction, and a statically arranged magnet system having at least one yoke for forming a closed magnetic circuit (with gaps in the region of the at least one rotor disk), wherein the legs of each yoke carry at least one magnetic coil
  • Strong field magnetic separators are used to separate fractions of substances with different magnetizability, which can be characterized by specifying the magnetic susceptibility, in mixtures of solid particles, which are usually in the form of small grains. Of particular importance is this method in the enrichment, treatment and recovery of iron ores and other minerals. Compositions in granular form are suspended in a mostly liquid carrier medium (turbidity) and exposed to the effect of a strong magnetic field transversely to their direction of flow or to the gravitational field. Non-magnetizable and only extremely weak magnetic particles remain unaffected by the magnetic field and are thus separated from the magnetizable and deflected by the magnetic field and retained particles. The selectivity of this sorting process depends primarily on the magnetic field.
  • the effectiveness of this process determines the quality of the process of removing interfering or enriching or recovering valuable magnetically susceptible matter.
  • the separation efficiency in this regard is essentially given by the magnetic saturation polarization of the structural steels commonly used for the yokes.
  • the energy efficiency of the ratio of the magnetic flux depending on the external magnetic field by the hysteresis of the ferromagnets used for the yokes, especially mild steel limited. Energy efficiency is always related to the economically relevant factors, such as, in particular, the investment and maintenance costs required for this purpose.
  • the expert thus raises an optimization problem that includes both the separation efficiency and the economic efficiency of the plant, given mainly on their energy needs.
  • the object of the invention is therefore to provide a high-field magnetic separator for the separation of suspended in a carrier medium solid particles with different magnetic susceptibility available, which has an increased separation efficiency and improved energy efficiency.
  • a high-field magnetic separator for the separation of suspended in a carrier medium solid particles with different magnetic susceptibility with the features of claim 1. Further advantageous embodiments are specified in the subclaims to claim 1.
  • a high-field magnetic separator is provided, in the magnet system of which each yoke is made of a magnetic material having a magnetic saturation polarization of at least 2.0 T, the magnetic material of each yoke consisting of at least 99.65% pure iron, preferably at least 99.85 %, at a maximum carbon content of 0.02%, preferably at most 0.01%, or is an iron-cobalt alloy having a cobalt content of between 15% and 50%, preferably between 15% and 20%.
  • Data for the magnetic saturation polarization basically refer to the theoretical, ideal values of the corresponding magnetic material. Due to various production steps, inhomogeneities and similar influences, which are partly associated with heat, the actual value for a yoke made of this magnetic material may deviate from these values which are to be regarded as guidelines.
  • the yokes are usually made of structural steel.
  • the typical unalloyed structural steel S235JR (or ST 37), for example, has mechanical physical properties that make it suitable for production and use in high-field magnetic separators. Its carbon content is less than about 0.15%. Its particularly advantageous magnetic saturation polarization (or saturation induction) is 1.9 T.
  • the materials proposed according to the invention clearly exceed the magnetic properties of previous yoke materials in high-field magnetic separators. They can be used to generate magnetic fields with higher field strengths, which is advantageous for the separation and recovery of particularly weak magnetic components from the solid particles suspended in the carrier medium and beyond the hitherto available separability possibilities, for example in the enrichment of ores or in recovery processes , reaches out.
  • the magnetic material (a) of the first alternative according to the invention for the yoke material has values for the saturation magnetic polarization by about 2.15 T, so that the Strong field magnetic separator has an increased separation efficiency.
  • this magnetic material consists of 99.85% Fe, 0.01% C, 0.08% Mn, 0.01% P, 0.005% S, 0.005% N, 0 , 03% Cu and 0.01% Sn; It has a magnetic saturation polarization of 2.15 T.
  • the corrosion resistance is very high and the mechanical static properties of this material allow use as a yoke carrying a coil in the typical dimension of magnetic separators.
  • the inventively proposed second alternative of a magnetic material for the yokes, material (b), consists in the use of iron-cobalt alloys.
  • iron-cobalt alloys already with a cobalt content of about 15%, such alloys have magnetic saturation polarizations of more than 2.1 T, which cause an increased separation efficiency of the magnetic separator.
  • the saturation polarization is even around 2.35 T.
  • iron-cobalt alloys come with such high cobalt contents only in exceptional cases for use in high-field magnetic separators, since the prices of the material (b) increase significantly with increasing cobalt content.
  • the high cobalt alloys exhibit difficult mechanical physical properties for the yoke manufacturing process. Cobalt contents of between about 15% and 20% are therefore preferred.
  • a typical embodiment is given by the alloy with proportions of 17% Co, 81% Fe and 2% Cr; In this case, material (b) has a magnetic saturation polarization of more than 2.2 T.
  • material (b) has a magnetic saturation polarization of more than 2.2 T.
  • material (a) Although iron-cobalt alloys are available in sufficient quantities, the current commercial prices are significant, so from a cost point of view for normal operation normally the solution with material (a) is preferable.
  • material (b) is in individual cases, especially in smaller sized Starkfeldmagnetscheidern, but then close if very high magnetic flux densities are required for the targeted enrichment, recovery or separation of a special, very weak magnetic material component in the feed mixture.
  • a typical embodiment of the invention therefore provides that the rotor consists of two rotor disks arranged one below the other, spaced apart and rotatable about a common axis.
  • two yokes are provided, which lead in approximately C-shaped (or U-shaped) in each case from one to the other rotor disk.
  • each two interconnected, stacked pole pieces have, as well as each two opposing pole pieces by appropriate adjustment of the directions of electrical current flow in the coils opposite magnetic polarities.
  • the strength of the magnetic field between the for By the respective coil pairs a pole piece belonging to a rotor disk, regardless of the strength of the magnetic field between the pole piece belonging to the other rotor disc controllable.
  • this feature allows operation of the high-field magnetic separator in which the material content of the matrix boxes of the lower rotor disk has passed through the matrices of the upper rotor disk and has leaked out without adhesion directly to the carrier medium, but still due to impacts and friction may contain magnetic particles entrained by non-magnetic particles.
  • a hindrance with particularly high magnetic field strengths for depositing a very weakly magnetized particle fraction is conceivable here in a second stage. The rotational speed must be adapted to the resulting material throughput.
  • the matrices are formed of sheets, which are formed of wear-resistant, stainless, magnetizable steel.
  • the sheets are spaced from each other, wherein the distance is adjustable, so that the matrices can be adapted to the flow rate of the carrier medium with the suspended feed, to the average grain sizes and the magnetic properties of the particle fractions to be separated.
  • disadvantageous backflow effects can be avoided by adding flow paths.
  • parallel checker plates are particularly suitable for providing a large surface area for effective adhesion of the magnetically susceptible particles, as well as a suitable flow path and a sufficiently long pass time of the suspended particles through the matrix guarantee. Furthermore, the cleaning of the plates during the Austragsvorgang the retained particles can be perform comparatively quickly.
  • the geometry of the matrix is important for the field strength distribution of the external magnetic field in the matrix boxes. Due to suitable field gradients, said corrugated plate arrangement causes locally increased magnetic field strengths, which have an advantageous effect on the process of separating and retaining the magnetic or in some cases only weakly magnetic particles.
  • an embodiment of the invention provides for the rotor disks similar to the Jochen use a magnetic material with high saturation induction at the same time suitable mechanical properties and in special cases still acceptable investment costs. It is therefore proposed to manufacture the at least one rotor disk of the rotor from a magnetic material, which consists of at least 99.65% pure iron, preferably of at least 99.85% pure iron, with a maximum carbon content of 0.02%, preferably at a maximum carbon content of 0.01%.
  • Starkfeldmagnetscheiders is provided for the device of the crop, ie the supply of the carrier medium with the suspended in it small, grain-like solid particles to the matrix boxes, and to arrange for the devices for discharging the particle fractions retained on the matrices over the circumference of the rotor disks, that is distributed over the ring formed by the matrix boxes
  • Gutertgabe- and Austragvoriquesen as known from the prior art (see US 3,830,367) are already known in itself and are used for example in the magnetic separators of the trademark JONES ®.
  • each matrix box around the circumference of the associated rotor disk around the carrier medium for example water
  • the carrier medium for example water
  • the matrix boxes is arranged through the immediately before a pole piece located area.
  • the non-magnetic or extremely weak magnetic material component falls gravitationally down through the matrix boxes.
  • a first dispensing device is disposed at the other end of the area in front of the pole piece.
  • a comparatively low pressure washing fluid stream typically water
  • the rinsing device for discharging the magnetic particle fraction retained in the matrix boxes due to the remaining magnetic action, is arranged in the middle of the rotation path between the mutually opposite pole shoes.
  • the magnetic field is largely neutralized, so that parts of the magnetic particle fraction fall gravitationally out of the matrix boxes.
  • Fig. 1 shows a Starkfeldmagnetscheider invention in the embodiment with two rotor disks.
  • a Starkfeldmagnetscheider is shown schematically with a rotor 1, whose (in the illustrated embodiment) two rotor discs 2a, 2b arranged horizontally and one above the other and rotatably mounted on a shaft 3 and in the operation of Starkfeldmagnetscheiders around the axis defined by the shaft vertical axis 4 turn.
  • the inner region of the rotor disks 2a, 2b consists of ferromagnetic material.
  • Ring-like around the circumference of the rotor disks 2a, 2b, a plurality of matrix boxes 5 are arranged which have up and down openings and in the interior of which soft magnetic bodies each form a so-called matrix 6.
  • the matrix 6 consists of spaced-apart, wear-resistant, corrugated steel sheets whose surfaces in the magnetized state are suitable for the adhesion of magnetically susceptible particles.
  • a magnetic field is generated in the interior thereof.
  • the statically mounted magnetic coils 7 are supported by the legs acting as a coil core each of a yoke 8a, 8b, wherein the pole pieces 9a, 9b, 9c, 9d of the C- or U-shaped yokes 8a, 8b at the level of the rotor disks 2a, 2b in pairs each other lying exactly opposite in a portion of the circumference of the rotor disks 2a, 2b, the rotor disks 2a, 2b tong-like, but spaced by a narrow, filled with air gap.
  • each yoke 8a, 8b The two pole shoes 9a, 9b, 9c, 9d of each yoke 8a, 8b are arranged one above the other on the same side of the rotor 1, since each yoke 8a, 8b leads geometrically from the upper rotor disk 2a to the lower rotor disk 2b.
  • the current flow in the magnetic coils 7 is directed so that on a rotor disk 2a ; , 2b opposite pole pieces 9a, 9b, 9c, 9d have different magnetic polarity.
  • a magnetic flux is generated by the magnetic field in the interior of the yokes 8a, 8b.
  • the magnetic flux forms via the yokes 8a, 8b, the pole pieces 9a, 9b, 9c, 9d and the rotor disks 2a, 2b with the matrix boxes 5 a closed magnetic circuit (with gaps in the region of the two rotor disks 2a, 2b).
  • each Joel 8a, 8b consists either of a magnetic material of at least 99.65% pure iron, preferably at least 99.85%, at a maximum carbon content of 0.02%, preferably at most 0.01%, or from an iron-cobalt alloy having a cobalt content between 15% and 50%, preferably between 15% and 20%.
  • the resulting magnetic saturation polarizations of the magnetic materials of the yokes 8a, 8b of more than 2.0 T (guide value) lead to high magnetic field strengths in the interior of the matrix boxes 5, where the separation of the magnetically susceptible particles takes place, and thus to a high separation efficiency of Starkfeldmag- netscheiders.
  • the favorable hysteresis properties of the two magnetic materials result in a reduced energy requirement of the magnetic coils 7 compared with conventional solid state force majors equipped with steel yokes. to an improved energy efficiency of the plant.
  • the suspension of carrier medium for example, water ser
  • the fine-grained solid particles! n by Gutzu operations imparten a Gutaufgabevorraum 10 at the corner of each pole piece 9a, 9b, 9c, 9d continuously fed into the rotating ring of matrix boxes 5. While most of the non-magnetic and extremely weak magnetic particles exit downwards from the respective matrix box 5 and are discharged via a collecting channel 11, the magnetically sufficiently susceptible particles are retained on the matrix 6 under the influence of the magnetic field. By inclusion and friction, a proportion of non-magnetic particles is retained.
  • the described Starkfeldmagnetscheider is stored in a stable, preferably made of steel frame (not shown). LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • Rotor 9a, 9b, 9c, 9d Polschuh a rotor disk (upper) 10

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

The invention relates to a strong magnetic field magnetic separator for separating solid particles with different magnetic susceptibilities that are suspended in a carrier medium, having a rotor (1) with at least one ferromagnetic rotor disc (2a, 2b), an arrangement of open containers (matrix boxes) (5) at the periphery of each rotor disc (2a, 2b), wherein ferromagnetic bodies (matrix) (6) for the separating operation are arranged in the interior, at least one apparatus (10) for transferring the suspension into the matrix boxes (5), at least one apparatus (12, 14) for discharging retained particle fractions, and a statically arranged magnet system having at least one yoke (8a, 8b), wherein the limbs of each yoke (8a, 8b) bear magnetic coils (7) and the pole shoes (9a, 9b, 9c, 9d) are arranged and the coil currents are directed such that two mutually opposite pole shoes (9a, 9b, 9c, 9d) of different magnetic polarities are located at the height of each rotor disc (2a, 2b) at the periphery thereof. According to the invention, provision is made for the at least one yoke (8a, 8b) to consist of a) a magnetic material composed of at least 99.65% pure iron, preferably at least 99.85%, with a maximum carbon content of 0.02%, preferably at most 0.01%, or b) an iron-cobalt alloy with a cobalt content of between 15% and 50%, preferably between 15% and 20%.

Description

Starkfeldmagnetscheider  Strong-field magnetic separator
Die Erfindung betrifft einen Starkfeldmagnetscheider zur Trennung von in einem Trägermedium suspensierten Festkörperpartikeln mit unterschiedlicher magnetischer Suszeptibilität, aufweisend einen um eine Achse rotierbar angetriebenen Rotor mit mindestens einer ferromagnetischen Rotorscheibe, wobei die Achse einen Winkel, bevorzugt einen rechten Winkel, gegen die Horizontale besitzt, eine ringförmige Anordnung von offenen Behältern (Matrixboxen) am äußeren Rand jeder Rotorscheibe zum Durchströmen aes Trägermediums durch die Mat- rixboxen, wobei die Durchströmungsrichtung bevorzugt von oben nach unten gerichtet ist und wobei im Inneren der Matrixboxen paramagnetische Körper (Matrix) für den Trennvorgang angeordnet sind, mindestens eine Vorrichtung zur Aufgabe des Trägermediums mit den suspensierten Festkörperpartikeln in die Matrixboxen, mindestens eine Vorrichtung zum Austragen von aufgrund magnetischer Anziehung in den Matrixboxen zurückgehaltenen Partikelfraktionen, und ein statisch angeordnetes Magnetsystem mit mindestens einem Joch zur Bildung eines geschlossenen Magnetkreises (mit Spalten im Bereich der mindestens einen Rotorscheibe), wobei die Schenkel jedes Jochs jeweils mindestens eine Magnetspule tragen und wobei die als Polschuhe ausgebildeten Enden des mindestens einen Jochs so angeordnet sind und die Stromflüsse durch die Magnetspulen so gerichtet sind, dass sich auf Höhe jeder Rotorscheibe und dicht an der Peripherie der Rotorscheibe zwei einander gegenüber liegende Polschuhe unterschiedlicher magnetischer Polarität befinden. The invention relates to a Starkfeldmagnetscheider for separating suspended in a carrier medium solid particles with different magnetic susceptibility, having a rotor rotatably driven about an axis with at least one ferromagnetic rotor disk, wherein the axis has an angle, preferably a right angle to the horizontal, an annular Arrangement of open containers (matrix boxes) at the outer edge of each rotor disk for the medium to flow through the matrix boxes, wherein the flow direction is preferably directed from top to bottom and wherein inside the matrix boxes paramagnetic bodies (matrix) are arranged for the separation process, at least a device for discharging the carrier medium with the suspended solid particles into the matrix boxes, at least one device for discharging particle fractions retained in the matrix boxes due to magnetic attraction, and a statically arranged magnet system having at least one yoke for forming a closed magnetic circuit (with gaps in the region of the at least one rotor disk), wherein the legs of each yoke carry at least one magnetic coil and wherein the ends of the at least one yoke formed as pole shoes are arranged and the Current flows through the magnetic coils are directed so that at the level of each rotor disk and close to the periphery of the rotor disk are two mutually opposite pole pieces of different magnetic polarity.
Bestätigungskopie Starkfeldmagnetscheider werden eingesetzt, um in Gemischen aus meist in Form kleiner Körner vorliegenden Festkörperpartikeln Anteile von Stoffen mit unterschiedlicher Magnetisierbarkeit, charakterisierbar durch Angabe der magnetischen Suszeptibilität, voneinander zu trennen. Besondere Bedeutung kommt diesem Verfahren bei der Anreicherung, Aufbereitung und Rückgewinnung von Eisenerzen und anderen Mineralien zu. In Kornform vorliegende Stoffgemische werden in einem meist flüssigen Trägermedium suspensiert (Trübe) und quer zu ihrer Fließrichtung bzw. zum Schwerefeld der Wirkung eines starken magnetischen Feldes ausgesetzt. Nicht-magnetisierbare und nur äußerst schwach magnetische Teilchen bleiben vom Magnetfeld unbeeinflusst und werden so von den magnetisierbaren und vom Magnetfeld abgelenkten und zurückgehaltenen Teilchen getrennt. Die Trennschärfe dieses Sortiervorganges hängt vorrangig vom Magnetfeld ab. Je höher die Feldstärke bzw. die hieraus sich einstellende magnetische Flussdichte ist, desto schwächer magnetisierbare Teilchen können trotz entgegenwirkender Gewichts-, Strömungs- und interpartikularer Reibungskräfte abgeschieden werden. Die Effektivität dieses Vorganges bestimmt die Güte des Prozesses der Entfernung störender oder der Anreicherung bzw. Rückgewinnung wertvoller, magnetisch suszeptibler Stoffanteile. Die Materialdurchsatzraten, die von den in der Erz- bzw. Mineralindustrie eingesetzten Starkfeldmagnetscheidern realisiert werden müssen, betragen dabei mehrere Hundert Tonnen pro Stunde.confirmation copy Strong field magnetic separators are used to separate fractions of substances with different magnetizability, which can be characterized by specifying the magnetic susceptibility, in mixtures of solid particles, which are usually in the form of small grains. Of particular importance is this method in the enrichment, treatment and recovery of iron ores and other minerals. Compositions in granular form are suspended in a mostly liquid carrier medium (turbidity) and exposed to the effect of a strong magnetic field transversely to their direction of flow or to the gravitational field. Non-magnetizable and only extremely weak magnetic particles remain unaffected by the magnetic field and are thus separated from the magnetizable and deflected by the magnetic field and retained particles. The selectivity of this sorting process depends primarily on the magnetic field. The higher the field strength or the resulting magnetic flux density, the weaker the magnetizable particles can be deposited despite counteracting weight, flow and interparticular frictional forces. The effectiveness of this process determines the quality of the process of removing interfering or enriching or recovering valuable magnetically susceptible matter. The material throughput rates, which must be realized by the high-field magnetic separators used in the mineral ore industry, amount to several hundred tons per hour.
Aus dem Stand der Technik, bspw. aus der Patentschrift US 3,830,367, wie auch von zahlreichen in der industriellen Praxis verwendeten Magnetscheidern, bspw. dem JONES® WHIMS (Wet High Intensity Magnetic Separator), sind Starkfeldmagnetscheider bekannt, deren Grundprinzip zufolge die im flüssigen Trägermedium, meist Wasser, suspensierten körnigen Teilchen in nach oben und unten mit Öffnungen versehene Boxen aufgegeben werden. Die einzelnen Boxen sind ringartig um eine horizontale Rotorscheibe aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität bzw. Suszeptibiltät angeordnet. Durch Rotation der Scheibe werden die Boxen durch ein starkes Magnetfeld zwischen zwei Polschuhen ge- führt, die einander gegenüberliegend, mit nur einem kleinen Spalt beabstandet zangenartig an Umfangsabschnitten der Rotorscheibe bzw. der äußeren Boxenwände angeordnet sind. Über die Scheibe verläuft daher ein magnetischer Fluss, und im Inneren der Boxen angeordnete weichmagnetische Körper, Matrix genannt, werden vor den Polschuhen magnetisiert. Die magnetisch suszeptiblen Anteile der Suspension bleiben dabei an den Oberflächen der Matrix haften, während die nicht oder nur äußerst schwach magnetischen Partikel durch die Matrixboxen nach unten durchfallen. In einem kontinuierlichen Betrieb rotieren die Matrixboxen jeweils aus dem vor einem Polschuh befindlichen Bereich heraus. Auf dem Weg zum gegenüberliegenden Polschuh, insbesondere auf der Mitte des Weges, wo der Magnetfeldeinfluss am geringsten ist, können die zurückgehaltenen magnetischen Partikel etwa mit Hilfe eines Reinigungsfluidstromes unter hohem Druck entfernt und ausgetragen werden. Auch nicht-magnetische Materialreste können entfernt werden. Entscheidend für den Wirkungsgrad des Trennvorgangs ist eine hohe magnetische Kraft im Bereich des Trennraumes, also bei den Matrizen. Ursächlich für den Aufbau des Magnetfeldes bzw. magnetischen Flusses über die Rotorscheibe ist die Erzeugung von starken Magnetfeldern im Innenraum von stromdurchflossenen Spulen. Diese sind paarweise durch ein Joch verbunden, in dem das äußere Magnetfeld einen magnetischen Fluss erzeugt, der kreisartig durch das Joch und dessen Polschuhe sowie die Rotorscheiben mit den Boxen fließt. From the prior art, for example. From the patent US 3,830,367, as well as from many used in industrial practice magnetic separators, eg. The JONES ® WHIMS (Wet High Intensity Magnetic Separator), high field magnetic separators are known in which, according to basic principle in the liquid carrier medium , mostly water, suspended granular particles are abandoned in up-and-down apertured boxes. The individual boxes are arranged like a ring around a horizontal rotor disk made of a material with high magnetic permeability or Suszeptibiltät. By rotating the disc, the boxes are replaced by a strong magnetic field between two pole pieces. leads, which are arranged opposite one another, with a small gap spaced apart like a pair of tongs on peripheral portions of the rotor disk or the outer box walls. Therefore, a magnetic flux passes over the disk, and soft magnetic bodies, called matrix, arranged inside the boxes are magnetized in front of the pole shoes. The magnetically susceptible portions of the suspension remain adhered to the surfaces of the matrix, while the non-or extremely weak magnetic particles fall through the matrix boxes down. In a continuous operation, the matrix boxes each rotate out of the area in front of a pole piece. On the way to the opposite pole piece, in particular on the middle of the path, where the magnetic field influence is the lowest, the retained magnetic particles can be removed and discharged under high pressure, for example with the aid of a cleaning fluid stream. Even non-magnetic material residues can be removed. Decisive for the efficiency of the separation process is a high magnetic force in the region of the separation space, ie in the matrices. The reason for the structure of the magnetic field or magnetic flux over the rotor disk is the generation of strong magnetic fields in the interior of current-carrying coils. These are connected in pairs by a yoke, in which the external magnetic field generates a magnetic flux, which flows through the yoke and its pole shoes like a circle and the rotor disks with the boxes.
Die Einsetzbarkeit der beschriebenen Starkfe.ldmagnetscheider ist in doppelter Hinsicht bedingt. Erstens besteht stets eine beschränkte Separationswirksamkeit, gegeben durch diejenige magnetische Suszeptibilitätsgrenze, unterhalb derer sehr schwach magnetisierbare Partikel im Mittel nicht abgetrennt werden. Dies ist von der Magnetfeldstärke im Trennraum abhängig, auf die neben Einflüssen von Material und Form der Matrix sowie des Designs der Polschuhe bzw. Joche letztlich die Stärke des magnetischen Flusses durch die Joche den wichtigsten Ein- fluss hat. Diese ist begrenzt durch die materialspezifische Sättigung der magneti- sehen Polarisierung (bzw. der Magnetisierung bzw. magnetischen Flussdichte / Induktion) des Jochs, wie sie sich für dessen ferromagnetisches Material aus der zugehörigen Hysteresiskurve ergibt. Im Stand der Technik ist die Separationswirksamkeit in dieser Hinsicht im Wesentlichen durch die magnetische Sättigungspolarisation der üblicherweise für die Joche verwendeten Baustähle gegeben. Zweitens ist die Einsetzbarkeit eines Starkfeldmagnetscheiders in der Praxis durch dessen Energieeffizienz bedingt. Der hauptsächliche Energiebedarf fällt für den Stromfluss in den magnetischen Spulen zur Erzeugung einer über das Spulenmagnetfeld hervorgerufenen, möglichst hohen magnetischen Flussdichte in den Jochen an. Auch hier ist im Stand der Technik die Energieeffizienz über das Verhältnis des magnetischen Flusses in Abhängigkeit vom äußeren Magnetfeld durch das Hysteresisverhalten der eingesetzten Ferromagnetika für die Joche, insbesondere Baustahl, begrenzt. Die Energieeffizienz ist dabei stets auf die wirtschaftlich relevanten Faktoren, wie insbesondere die hierfür notwendigen Inv.esti- tions- und Wartungskosten zu relativieren. Für eine praxisrelevante Verbesserung von Starkfeldmagnetscheidern stellt sich dem Fachmann mithin ein Optimierungsproblem, das sowohl die Separationswirksamkeit als auch die Wirtschaftlichkeit der Anlage, gegeben hauptsächlich über deren Energiebedarf, umfasst.The applicability of the Starkfe.ldmagnetscheider described is due in two ways. First, there is always a limited separation efficiency, given by the magnetic susceptibility limit below which very weakly magnetizable particles are not separated on average. This depends on the magnetic field strength in the separation space, to which, in addition to influences of material and shape of the matrix as well as the design of the pole shoes or yokes, ultimately the strength of the magnetic flux through the yokes has the most important influence. This is limited by the material-specific saturation of the magnetic see polarization (or the magnetization or magnetic flux density / induction) of the yoke, as it results for its ferromagnetic material from the associated hysteresis curve. In the prior art, the separation efficiency in this regard is essentially given by the magnetic saturation polarization of the structural steels commonly used for the yokes. Second, the practicality of a Starkfeldmagnetscheiders in practice due to its energy efficiency. The main energy requirement arises for the current flow in the magnetic coils for generating a magnetic flux density in the yokes, which is caused by the coil magnetic field, as high as possible. Again, in the prior art, the energy efficiency of the ratio of the magnetic flux depending on the external magnetic field by the hysteresis of the ferromagnets used for the yokes, especially mild steel, limited. Energy efficiency is always related to the economically relevant factors, such as, in particular, the investment and maintenance costs required for this purpose. For a practice-relevant improvement of high-field magnetic separators, the expert thus raises an optimization problem that includes both the separation efficiency and the economic efficiency of the plant, given mainly on their energy needs.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Starkfeldmagnetscheider zur Trennung von in einem Trägermedium suspensierten Festkörperpartikeln mit unterschiedlicher magnetischer Suszeptibilität zur Verfügung zu stellen, der eine erhöhte Separationswirksamkeit und eine verbesserte Energieeffizienz besitzt. The object of the invention is therefore to provide a high-field magnetic separator for the separation of suspended in a carrier medium solid particles with different magnetic susceptibility available, which has an increased separation efficiency and improved energy efficiency.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Starkfeldmagnetscheider zur Trennung von in einem Trägermedium suspensierten Festkörperpartikeln mit unterschiedlicher magnetischer Suszeptibilität mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben. Erfindungsgemäß ist ein Starkfeldmagnetscheider vorgesehen, in dessen Mag- netsystem jedes Joch aus einem Magnetwerkstoff mit einer magnetischen Sättigungspolarisation von mindestens 2,0 T gefertigt ist, wobei der Magnetwerkstoff eines jeden Jochs entweder aus mindestens 99,65% reinem Eisen, bevorzugt mindestens 99,85%, bei einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,02%, bevorzugt maximal 0,01 %, besteht oder eine Eisen-Kobalt-Legierung mit einem Kobaltgehalt zwischen 15% und 50%, bevorzugt zwischen 15% und 20%, ist. Angaben für die magnetische Sättigungspolarisation (Sättigungsinduktion) beziehen sich dabei grundsätzlich auf die theoretischen, idealen Werte des entsprechenden Magnetwerkstoffes. Durch diverse, teils mit Wärmeeinwirkung verbundene Fertigungsschritte, Inhomogenitäten und ähnliche Einflüsse kann der tatsächliche Wert für ein aus diesem Magnetwerkstoff gefertigtes Joch nach unten von diesen als Richtwerte aufzufassenden Werten abweichen. In herkömmlichen Starkfeld- magnetscheidern sind die Joche gewöhnlich aus Baustahl gefertigt. Der typische unlegierte Baustahl S235JR (bzw. ST 37) etwa verfügt über mechanisch physikalische Eigenschaften, die ihn für die Fertigung und einen Einsatz im Starkfeldmagnetscheider geeignet sein lassen. Sein Kohlenstoffanteil liegt dabei unter ca. 0,15%. Seine besonders vorteilhafte magnetische Sättigungspolarisation (bzw. Sättigungsinduktion) beträgt 1 ,9 T. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Materialien übertreffen die magnetischen Eigenschaften bisheriger Jochmaterialien in Starkfeldmagnetscheidern deutlich. Mit ihnen können Magnetfelder mit höheren Feldstärken erzeugt werden, was für die Abscheidung und Gewinnung besonders schwach magnetischer Anteile aus den Festkörperpartikeln, die im Trägermedium suspensiert sind, vorteilhaft ist und über die bislang gegebenen Separierbar- keitsmöglichkeiten, etwa bei der Anreicherung von Erzen oder bei Rückgewinnungsprozessen, hinausreicht. The object of the invention is achieved by a high-field magnetic separator for the separation of suspended in a carrier medium solid particles with different magnetic susceptibility with the features of claim 1. Further advantageous embodiments are specified in the subclaims to claim 1. According to the invention, a high-field magnetic separator is provided, in the magnet system of which each yoke is made of a magnetic material having a magnetic saturation polarization of at least 2.0 T, the magnetic material of each yoke consisting of at least 99.65% pure iron, preferably at least 99.85 %, at a maximum carbon content of 0.02%, preferably at most 0.01%, or is an iron-cobalt alloy having a cobalt content of between 15% and 50%, preferably between 15% and 20%. Data for the magnetic saturation polarization (saturation induction) basically refer to the theoretical, ideal values of the corresponding magnetic material. Due to various production steps, inhomogeneities and similar influences, which are partly associated with heat, the actual value for a yoke made of this magnetic material may deviate from these values which are to be regarded as guidelines. In conventional high-field magnetic separators, the yokes are usually made of structural steel. The typical unalloyed structural steel S235JR (or ST 37), for example, has mechanical physical properties that make it suitable for production and use in high-field magnetic separators. Its carbon content is less than about 0.15%. Its particularly advantageous magnetic saturation polarization (or saturation induction) is 1.9 T. The materials proposed according to the invention clearly exceed the magnetic properties of previous yoke materials in high-field magnetic separators. They can be used to generate magnetic fields with higher field strengths, which is advantageous for the separation and recovery of particularly weak magnetic components from the solid particles suspended in the carrier medium and beyond the hitherto available separability possibilities, for example in the enrichment of ores or in recovery processes , reaches out.
Der Magnetwerkstoff (a) der erfindungsgemäßen ersten Alternative für das Jochmaterial (beispielsweise unter dem Handelsnamen ARMCO® gehandelt) besitzt Werte für die magnetische Sättigungspolarisation um ca. 2,15 T, so dass der Starkfeldmagnetscheider über eine erhöhte Separationswirksamkeit verfügt. In einem typischen Ausführungsbeispiel (mitunter als sog. Gütestufe 3 eingeteilt) besteht dieser Magnetwerkstoff aus 99,85% Fe, 0,01% C, 0,08% Mn, 0,01 % P, 0,005% S, 0,005% N, 0,03% Cu und 0,01 % Sn; dabei verfügt er über eine magnetische Sättigungspolarisation von 2,15 T. Je geringer der Kohlenstoffgehalt dieses Werkstoff (a) ist, desto besser lässt er sich in der Fertigung des Joches kalt formen, schweißen und anderen mechanischen Verarbeitungsschritten unterziehen. Die Korrosionsbeständigkeit ist sehr hoch und die mechanisch statischen Eigenschaften dieses Werkstoffes lassen eine Verwendung als Joch, welches eine Spule in der typischen Dimension von Magnetscheidern trägt, zu.The magnetic material (a) of the first alternative according to the invention for the yoke material (for example, under the trade name ARMCO traded ®) has values for the saturation magnetic polarization by about 2.15 T, so that the Strong field magnetic separator has an increased separation efficiency. In a typical embodiment (sometimes classified as so-called grade 3), this magnetic material consists of 99.85% Fe, 0.01% C, 0.08% Mn, 0.01% P, 0.005% S, 0.005% N, 0 , 03% Cu and 0.01% Sn; It has a magnetic saturation polarization of 2.15 T. The lower the carbon content of this material (a), the better it can be cold formed in the production of the yoke, welding and other mechanical processing steps undergo. The corrosion resistance is very high and the mechanical static properties of this material allow use as a yoke carrying a coil in the typical dimension of magnetic separators.
Testmessungen haben auch unter den für Starkfeldmagnetscheidern typischen Einsatzbedingungen gezeigt bzw. bestätigt, dass der Magnetwerkstoff (a) über eine sehr schmale Hysteresiskurve und entsprechend über ein sehr günstiges, im Vergleich zum Baustahl besseres Verhältnis der magnetischen Flussdichte B in den Jochen zur magnetischen Feldstärke H des Spulenfeldes verfügt. Damit besitzt ein Starkfeldmagnetscheider mit Jochen aus dem Magnetwerkstoff (a) im Betrieb für gleiche magnetische Feldstärken einen geringeren, hauptsächlich für den Aufbau des Magnetfeldes der stromdurchflossenen Magnetspulen anfallenden Energieverbrauch als die herkömmlichen, etwa mit Baustahl-Jochen ausgestatteten Starkfeldmagnetscheider. Dies bedeutet insbesondere für den kontinuierlichen Dauerbetrieb und bei großen, für einen hohen Materialdurchsatz geeigneten Dimensionierungen einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil. Ferner können dann, wirtschaftlich günstig, die verwendeten Magnetspulen kleiner ausfallen und brauchen auch entsprechend weniger gekühlt zu werden. Bisherige Tests lassen sogar eine Energieeinsparung in der Größenordnung von 50 % möglich erscheinen. Test measurements have also shown or confirmed under the conditions of use which are typical for high field magnetic separators that the magnetic material (a) has a very narrow hysteresis curve and a correspondingly favorable ratio of the magnetic flux density B in the yokes to the magnetic field strength H of the Coil field has. Thus, a Starkfeldmagnetscheider with yokes from the magnetic material (a) in operation for the same magnetic field strengths lower, mainly for the construction of the magnetic field of the current-carrying magnetic coils energy consumption than the conventional, such as equipped with steel yokes Starkfeldmagnetscheider. This means in particular for the continuous continuous operation and at large, suitable for a high material throughput dimensions a significant economic advantage. Furthermore, then, economically favorable, the solenoid coils used can be smaller and also need to be cooled correspondingly less. Previous tests even make energy savings of the order of 50% seem possible.
Bei der Machbarkeitsbeurteilung von möglichen Joch-Magnetwerkstoffen ist der Fachmann vor ein Optimierungsproblem gestellt, bei dem neben den magnetischen Eigenschaften sowie den physikalischen bzw. Materialeigenschaften des magnetischen Werkstoffes auch die wirtschaftlichen Faktoren für die Investition und den Betrieb der Starkfeldmagnetscheider einzubeziehen sind. Das betreffende Material muss in den Mengen, die für größere Stückzahlproduktionen von Magnetscheidern benötigt werden, auf dem Markt erhältlich sein und dies zu einem Preis, der einen wirtschaftlich gewinnbringenden Einsatz eines Starkfeld- magnetscheiders zulässt. Aufgrund der genannten Verbesserungen bei den magnetischen Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Starkfeldmagnetschei- dern und wegen der gegebenen guten Erhältlichkeit des Werkstoffs (a) zu den gegenwärtig herrschenden Handelspreisen stellt Werkstoff (a) eine geeignete Lösung des genannten Optimierungsproblems für eine wirtschaftlich günstige Wirkungsgradsteigerung von Starkfeldmagnetscheidern durch verbessertes Jochmaterial dar. In the feasibility assessment of possible yoke magnetic materials, the skilled person is faced with an optimization problem, in addition to the magnetic properties and the physical or material properties of the Magnetic material are also the economic factors for the investment and operation of the strong field magnetic separators are included. The material in question must be available on the market in the quantities required for large-scale production of magnetic separators, at a price that allows for the economically profitable use of a high-field magnetic separator. Because of the above-mentioned improvements in magnetic properties over conventional high-field magnetic separators and because of the good availability of the material (a) at current commercial prices, material (a) provides a suitable solution to the mentioned optimization problem for an economically favorable increase in efficiency of high-field magnetic separators by improved yoke material represents.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene zweite Alternative eines magnetischen Werkstoffs für die Joche, Werkstoff (b), besteht in der Verwendung von Eisen- Kobalt-Legierungen. Schon bei einem Kobaltanteil ab ca. 15% besitzen solche Legierungen magnetische Sättigungspolarisationen von über 2,1 T, die eine erhöhte Separationswirksamkeit des Magnetscheiders bewirken. Bei einem Kobaltgehalt von ca. 50% (und 50% Fe, ggf. auch mit geringen, für die Materialbearbeitung günstigen Beimischungen von Vanadium) beträgt die Sättigungspolarisation sogar um die 2,35 T. Dennoch kommen Eisen-Kobalt-Legierungen mit solch hohen Kobaltanteilen nur in Ausnahmefällen für den Einsatz bei Starkfeldmagnetscheidern in Betracht, da die Preise für den Werkstoff (b) mit steigendem Kobaltgehalt ihrerseits erheblich steigen. Ferner zeigen die Legierungen mit hohem Kobaltgehalt für den Fertigungsprozess der Joche schwierige mechanisch physikalische Eigenschaften. Zu bevorzugen sind daher Kobaltgehalte zwischen ca. 15% und 20%. Ein typisches Ausführungsbeispiel ist von der Legierung mit Anteilen von 17% Co, 81 % Fe und 2% Cr gegeben; in diesem Falle besitzt Werkstoff (b) eine magnetische Sättigungspolarisation von über 2,2 T. Neben den Vorteil der damit erreichbaren hohen Trennschärfe für sehr schwach magnetische Partikel tritt auch bei diesen Legierungen entsprechend dem gemessenen Hysteresisver- halten ein geringerer Energiebedarf des Starkfeldmagnetscheiders im Vergleich zu Anlagen mit Jochen aus Baustahl. Zwar sind Eisen-Kobalt-Legierungen in ausreichender Menge erhältlich, jedoch sind der derzeitigen Handelspreise erheblich, so dass unter Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten für den normalen Betrieb im Normalfall die Lösung mit Werkstoff (a) vorzuziehen ist. Die Verwendung von Werkstoff (b) liegt im Einzelfall, insbesondere bei kleiner dimensionierten Starkfeldmagnetscheidern, jedoch dann nahe, wenn für die gezielte Anreicherung, Rückgewinnung oder Aussonderung eines speziellen, sehr schwach magnetischen stofflichen Bestandteils im Aufgabegemisch sehr hohe magnetische Flussdichten benötigt werden. Zur Absenkung der Investitionskosten besteht ferner ggf. die Möglichkeit, bei Starkfeldmagnetscheidern mit mehreren Rotorscheiben nicht alle Joche aus einer Eisen-Kobalt-Legierung zu fertigen. The inventively proposed second alternative of a magnetic material for the yokes, material (b), consists in the use of iron-cobalt alloys. Already with a cobalt content of about 15%, such alloys have magnetic saturation polarizations of more than 2.1 T, which cause an increased separation efficiency of the magnetic separator. With a cobalt content of about 50% (and 50% Fe, possibly also with low admixtures of vanadium which are favorable for material processing), the saturation polarization is even around 2.35 T. Nonetheless, iron-cobalt alloys come with such high cobalt contents only in exceptional cases for use in high-field magnetic separators, since the prices of the material (b) increase significantly with increasing cobalt content. Furthermore, the high cobalt alloys exhibit difficult mechanical physical properties for the yoke manufacturing process. Cobalt contents of between about 15% and 20% are therefore preferred. A typical embodiment is given by the alloy with proportions of 17% Co, 81% Fe and 2% Cr; In this case, material (b) has a magnetic saturation polarization of more than 2.2 T. Besides the advantage of the high selectivity for very weak magnetic particles that can be achieved with it In the case of these alloys, too, according to the measured hysteresis behavior, a lower energy requirement of the high-field magnetic separator occurs in comparison to systems with Jochen made of structural steel. Although iron-cobalt alloys are available in sufficient quantities, the current commercial prices are significant, so from a cost point of view for normal operation normally the solution with material (a) is preferable. The use of material (b) is in individual cases, especially in smaller sized Starkfeldmagnetscheidern, but then close if very high magnetic flux densities are required for the targeted enrichment, recovery or separation of a special, very weak magnetic material component in the feed mixture. In order to reduce the investment costs, it is also possible, if necessary, not to manufacture all yokes made of an iron-cobalt alloy in the case of high-field magnetic separators with a plurality of rotor disks.
Während für kleine Durchsatzmengen und / oaer für Testzwecke Starkfeldmag- netscheider mit Rotoren ausreichen, die aus nur einer Rotorscheibe bestehen und bei denen die zwei zugehörigen, gegenüberliegenden Polschuhe mit nur einem Joch verbunden sind, sind zum Erzielen gtößerer Durchsatzmengen vorteilhaft mehr als eine Rotorscheibe vorzusehen. Eine typische Ausführungsform der Erfindung sieht daher vor, dass der Rotor aus zwei untereinander angeordneten, voneinander beabstandeten und um eine gemeinsame Achse rotierbaren Rotorscheiben besteht. Zugunsten kurzer, verlustarmer Wege des magnetischen Flusses und hinsichtlich eines möglichst geringen Materialaufwandes bei den Jochen sind hierbei zwei Joche vorgesehen, die in etwa C-förmig (bzw. U-förmig) jeweils von der einen zur anderen Rotorscheibe führen. Die dadurch jeweils zwei miteinander verbundenen, übereinander angeordneten Polschuhe weisen dabei ebenso wie je zwei sich gegenüberliegende Polschuhe durch geeignete Einstellung der Richtungen des elektrischen Stromflusses in den Spulen entgegen gesetzte magnetische Polaritäten auf. In weiterer Ausgestaltung ist dabei mittels der betreffenden Spulenpaare die Stärke des magnetischen Feldes zwischen den zur einen Rotorscheibe gehörigen Polschuhen unabhängig von der Stärke des magnetischen Feldes zwischen den zur anderen Rotorscheibe gehörigen Polschuhen regelbar. Dieses Merkmal lässt insbesondere einen Betrieb des Starkfeldmagnet- scheiders zu, bei dem in den Matrixboxen der unteren Rotorscheibe eine Nachsichtung des Materialanteils stattfindet, der ohne Haftung unmittelbar mit dem Trägermedium durch die Matrizen der oberen Rotorscheibe durchgeströmt und ausgetreten ist, jedoch noch durch Stöße und Reibung von nicht-magnetischen Partikeln mitgerissene magnetische Partikel enthalten kann. Ebenso ist hier in einer zweiten Stufe eine Nachsichtung mit besonders hohen magnetischen Feldstärken zu Abscheidung eines sehr schwach magnetisierten Partikelanteils denkbar. Die Rotationsgeschwindigkeit ist dem entstehenden Materialdurchsatz anzupassen. While for small throughputs and / or for test purposes high field magnetic separators with rotors consisting of only one rotor disk and in which the two associated opposite pole shoes are connected with only one yoke, more than one rotor disk are advantageously to be provided in order to achieve larger throughput quantities. A typical embodiment of the invention therefore provides that the rotor consists of two rotor disks arranged one below the other, spaced apart and rotatable about a common axis. In favor of short, low-loss paths of the magnetic flux and in terms of the lowest possible cost of materials in the yokes here two yokes are provided, which lead in approximately C-shaped (or U-shaped) in each case from one to the other rotor disk. The thus each two interconnected, stacked pole pieces have, as well as each two opposing pole pieces by appropriate adjustment of the directions of electrical current flow in the coils opposite magnetic polarities. In a further embodiment, the strength of the magnetic field between the for. By the respective coil pairs a pole piece belonging to a rotor disk, regardless of the strength of the magnetic field between the pole piece belonging to the other rotor disc controllable. In particular, this feature allows operation of the high-field magnetic separator in which the material content of the matrix boxes of the lower rotor disk has passed through the matrices of the upper rotor disk and has leaked out without adhesion directly to the carrier medium, but still due to impacts and friction may contain magnetic particles entrained by non-magnetic particles. Likewise, a hindrance with particularly high magnetic field strengths for depositing a very weakly magnetized particle fraction is conceivable here in a second stage. The rotational speed must be adapted to the resulting material throughput.
Insofern der eigentliche Scheidevorgang im Innenraum der Matrixboxen durch Zurückhalten der magnetischen Teilchen an der Matrix stattfindet, kommt der geometrischen Gestaltung der Oberflächen der weichmagnetischen Körper in den Matrixboxen besondere Bedeutung zu. Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Matrizen von Blechen gebildet werden, die aus verschleißfestem, nicht rostendem, magnetisierbarem Stahl gebildet werden. Die Bleche sind voneinander beabstandet, wobei der Abstand verstellbar ist, so dass die Matrizen an die Durchflussmenge des Trägermediums mit dem suspensierten Aufgabegut, an die mittleren Korngrößen und die magnetischen Eigenschaften der zu trennenden Partikelfraktionen angepasst werden können. Insbesondere lassen sich damit nachteilige Rückstaueffekte durch Zusetzung von Strömungswegen vermeiden. Es hat sich gezeigt, dass parallele Riffelbleche (Riefen- bzw. Nutenplatten) besonders geeignet sind, eine große Oberfläche für eine effektive Anhaftung der magnetisch suszeptiblen Teilchen zur Verfügung zu stellen sowie einen geeigneten Strömungsweg und eine ausreichend lange Passierzeit der suspensierten Teilchen durch die Matrix zu gewährleisten. Ferner lässt sich die Abreinigung der Platten beim Austragsvorgang der zurückgehaltenen Partikel vergleichweise schnell vollziehen. Darüber hinaus ist die Geometrie der Matrix für die Feldstärkenverteilung des äußeren magnetischen Feldes in den Matrixboxen von Bedeutung. Die besagte Riffelplattenanordnung bedingt durch geeignete Feldgradienten lokal erhöhte Magnetfeldstärken, die sich vorteilhaft auf den Pro- zess der Separierung und Zurückbehaltung der magnetischen bzw. teils nur schwach magnetischen Partikel auswirken. Insofar as the actual cutting process takes place in the interior of the matrix boxes by retention of the magnetic particles on the matrix, the geometric design of the surfaces of the soft magnetic bodies in the matrix boxes is of particular importance. An advantageous embodiment of the invention provides that the matrices are formed of sheets, which are formed of wear-resistant, stainless, magnetizable steel. The sheets are spaced from each other, wherein the distance is adjustable, so that the matrices can be adapted to the flow rate of the carrier medium with the suspended feed, to the average grain sizes and the magnetic properties of the particle fractions to be separated. In particular, disadvantageous backflow effects can be avoided by adding flow paths. It has been found that parallel checker plates (scoring plates) are particularly suitable for providing a large surface area for effective adhesion of the magnetically susceptible particles, as well as a suitable flow path and a sufficiently long pass time of the suspended particles through the matrix guarantee. Furthermore, the cleaning of the plates during the Austragsvorgang the retained particles can be perform comparatively quickly. In addition, the geometry of the matrix is important for the field strength distribution of the external magnetic field in the matrix boxes. Due to suitable field gradients, said corrugated plate arrangement causes locally increased magnetic field strengths, which have an advantageous effect on the process of separating and retaining the magnetic or in some cases only weakly magnetic particles.
Die Funktionsweise des Starkfeldmagnetscheiders beruht darauf, dass sich bei Stromfluss in den Spulen ein magnetischer Fluss ausbildet, der durch das Joch bzw. die Joche und deren als Spulenkerne wirkenden Schenkel, durch die Polschuhe und über die Rotorscheibe(n) hinweg sowie durch die den Gesamtfluss mindernden Spalte (die schmal gehaltenen Spalte zwischen den Polschuhen und der äußeren Wand der Matrixboxen sowie die Lücken in den Matrizen) hindurch ein geschlossener Magnetkreis entsteht. Jede Rotorscheibe ist daher zugunsten eines möglichst verlustfreien magnetischen Flusses aus einem Magnetwerkstoff mit günstigen Eigenschaften, insbesondere mit hoher magnetischer Sättigungsinduktion, zu fertigen. Hierfür wird bei herkömmlichen Magnetscheidern typi- . scherweise Stahl mit einem nur geringen Kohlenstoffanteil verwendet. Um den Magnetfluss noch zu verbessern, sieht eine Ausführung der Erfindung vor, auch für die Rotorscheiben ähnlich wie bei den Jochen ein Magnetwerkstoff mit hoher Sättigungsinduktion bei gleichzeitig geeigneten mechanischen Eigenschaften und bei in besonderen Anforderungsfällen noch vertretbaren Investitionskosten einzusetzen. Es wird daher vorgeschlagen, die mindestens eine Rotorscheibe des Rotors aus einem Magnetwerkstoff zu fertigen, der aus mindestens 99,65% reinem Eisen, bevorzugt aus mindestens 99,85% reinem Eisen, bei einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,02%, bevorzugt bei einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,01 %, besteht.  The operation of the Starkfeldmagnetscheiders based on the fact that forms current flow in the coils, a magnetic flux through the yoke or yokes and their acting as a coil cores limbs, through the pole pieces and the rotor disc (s) and through the total flux a narrowing gap (the narrow gap between the pole pieces and the outer wall of the matrix boxes as well as the gaps in the dies) creates a closed magnetic circuit. Each rotor disk is therefore to manufacture in favor of a lossless magnetic flux from a magnetic material with favorable properties, in particular with high magnetic saturation induction. This is typical in conventional magnetic separators. used steel with a low carbon content. In order to improve the magnetic flux even further, an embodiment of the invention provides for the rotor disks similar to the Jochen use a magnetic material with high saturation induction at the same time suitable mechanical properties and in special cases still acceptable investment costs. It is therefore proposed to manufacture the at least one rotor disk of the rotor from a magnetic material, which consists of at least 99.65% pure iron, preferably of at least 99.85% pure iron, with a maximum carbon content of 0.02%, preferably at a maximum carbon content of 0.01%.
In vorteilhafter Ausführung des erfindungsgemäßen Starkfeldmagnetscheiders ist vorgesehen, für die Vorrichtung der Gutaufgabe, d.h. der Zuführung des Trägermediums mit den in ihm suspensierten kleinen, kornartigen Festkörperpartikeln zu den Matrixboxen, und für die Vorrichtungen zum Austrag der an den Matrizen zurückgehaltenen Partikelfraktionen über den Umfang der Rotorscheiben, d.h. über den von den Matrixboxen gebildeten Ring verteilte Gutaufgabe- und Aus- tragsvorrichtungen anzuordnen, wie sie aus dem Stand der Technik (vgl. US 3,830,367) für sich vorbekannt sind und etwa bei den Magnetscheidern der Warenmarke JONES® verwendet werden. Dementsprechend wird auf dem Weg einer jeden Matrixbox um den Umfang der zugehörigen Rotorscheibe herum das Trägermedium, beispielsweise Wasser, mit den darin suspensierten, typischerweise körnigen Festkörperpartikeln mittels einer Gutzuführungsleitung kontinuierlich an einer Aufgabestelle in die nach oben offenen Matrixboxen eingeleitet, die am Beginn des kreisbogenförmigen Bewegungsweges der Matrixboxen durch den unmittelbar vor einem Polschuh befindlichen Bereich angeordnet ist. Der nicht-magnetische bzw. extrem schwach magnetische Materialanteil fällt schwerkraftbewirkt nach unten durch die Matrixboxen. In an advantageous embodiment of the invention Starkfeldmagnetscheiders is provided for the device of the crop, ie the supply of the carrier medium with the suspended in it small, grain-like solid particles to the matrix boxes, and to arrange for the devices for discharging the particle fractions retained on the matrices over the circumference of the rotor disks, that is distributed over the ring formed by the matrix boxes Gutertgabe- and Austragvorrichtungen, as known from the prior art (see US 3,830,367) are already known in itself and are used for example in the magnetic separators of the trademark JONES ®. Accordingly, on the way of each matrix box around the circumference of the associated rotor disk around the carrier medium, for example water, with the therein suspended, typically granular solid particles by means of a Gutzuführungsleitung continuously at a Aufgabestelle in the upwardly open matrix boxes initiated at the beginning of the arcuate movement path the matrix boxes is arranged through the immediately before a pole piece located area. The non-magnetic or extremely weak magnetic material component falls gravitationally down through the matrix boxes.
Eine erste Austragsvorrichtung, die Waschvorrichtung, ist am anderen Ende des Bereichs vor dem Polschuh angeordnet. Durch einen mit vergleichweise geringem Druck strömenden Waschfluidstrom, typischerweise Wasser, werden hier zwischen den magnetischen Körnern locker eingeschlossene, verbliebene Reste an nicht-magnetischen bzw. extrem schwach magnetischen Feststoffpartikeln aus den Matrixboxen nach unten entfernt. Eine, weitere Austragsvorrichtung, die Spülvorrichtung, zum Austragen der in den Matrixboxen noch aufgrund verbliebener Magnetwirkung zurückgehaltenen, magnetischen Partikelfraktion ist in der Mitte des Rotationsweges zwischen den sich gegenüberliegenden Polschuhen angeordnet. Hier neutralisiert sich das magnetische Feld aufgrund der unterschiedlichen Polarität der Polschuhe weitgehend, so dass Teile der magnetischen Partikelfraktion schwerkraftbewirkt aus den Matrixboxen fallen. Noch zurückgehaltene Anteile werden unter vergleichweise hohem Druck mit einem Spül- fluidstrom, typischerweise Wasser, und ggf. auch unter zusätzlichem Einsatz eines Hochdruckgasstroms entfernt und nach unten ausgetragen. Die nach unten aus den Matrixboxen austretenden Fluide und Partikel werden in Auffangrinnen gesammelt und jeweils entsprechend abgeleitet. Die Anordnung aus den soweit beschriebenen drei Stationen wiederholt sich symmetrisch auf der anderen Seite, d.h. auf dem Rückweg der Matrixboxen vom zweiten zum ersten Polschuh. Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Details des Gutein- und Gutaustrags festgelegt; vielmehr sind die Darstellungen zu den Vorrichtungen als ein vom Fachmann leicht zu modifizierendes Grundprinzip zu verstehen. A first dispensing device, the washing device, is disposed at the other end of the area in front of the pole piece. By flowing with a comparatively low pressure washing fluid stream, typically water, are here between the magnetic grains loose trapped, remaining remnants of non-magnetic or extremely weak magnetic solid particles from the matrix boxes removed down. A further discharge device, the rinsing device, for discharging the magnetic particle fraction retained in the matrix boxes due to the remaining magnetic action, is arranged in the middle of the rotation path between the mutually opposite pole shoes. Here, due to the different polarity of the pole shoes, the magnetic field is largely neutralized, so that parts of the magnetic particle fraction fall gravitationally out of the matrix boxes. Still retained portions are removed under comparatively high pressure with a rinsing fluid stream, typically water, and optionally also with additional use of a high pressure gas stream and discharged down. The downstairs Fluids and particles emerging from the matrix boxes are collected in collecting channels and discharged accordingly. The arrangement of the three stations described so far is repeated symmetrically on the other side, ie on the return path of the matrix boxes from the second to the first pole piece. The embodiment of the invention is not fixed to the details of the Gutein- and Gutaustrags described here; rather, the illustrations of the devices are to be understood as a basic principle that is easy to modify by a person skilled in the art.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figur näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to the following figure. It shows:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Starkfeldmagnetscheider im Ausführungsbeispiel mit zwei Rotorscheiben.  Fig. 1 shows a Starkfeldmagnetscheider invention in the embodiment with two rotor disks.
In Figur 1 ist schematisch ein Starkfeldmagnetscheider mit einem Rotor 1 dargestellt, dessen (im abgebildeten Ausführungsbeispiel) zwei Rotorscheiben 2a, 2b horizontal und übereinander angeordnet sowie drehbar auf einer Welle 3 gelagert sind und sich im Betrieb des Starkfeldmagnetscheiders um die von der Welle festgelegte vertikale Achse 4 drehen. Der Innenbereich der Rotorscheiben 2a, 2b besteht aus ferromagnetischem Material. Ringartig um den Umfang der Rotorscheiben 2a, 2b sind eine Mehrzahl von Matrixboxen 5 angeordnet, die nach oben und unten Öffnungen besitzen und in deren Innerem weichmagnetische Körper jeweils eine sogenannte Matrix 6 bilden. Im Ausführungsbeispiel besteht die Matrix 6 aus voneinander beabstandeten, verschleißfesten, geriffelten Stahlblechen, deren Oberflächen im magnetisierten Zustand für die Anhaftung magnetisch suszeptibler Teilchen geeignet sind. Durch Stromfluss in den Magnetspulen 7 wird in deren Innenraum ein magnetisches Feld erzeugt. Die statisch gelagerten Magnetspulen 7 werden von den als Spulenkern wirkenden Schenkeln je eines Jochs 8a, 8b getragen, wobei die Polschuhe 9a, 9b, 9c, 9d der C- bzw. U- förmigen Joche 8a, 8b auf Höhe der Rotorscheiben 2a, 2b paarweise einander genau gegenüberliegend in einem Abschnitt des Umfanges der Rotorscheiben 2a, 2b die Rotorscheiben 2a, 2b zangenartig, aber durch einen schmalen, mit Luft gefüllten Spalt beabstandet umfassen. Die beiden Polschuhe 9a, 9b, 9c, 9d eines jeden Jochs 8a, 8b sind dabei übereinander auf derselben Seite des Rotors 1 angeordnet, da jedes Joch 8a, 8b geometrisch von der oberen Rotorscheibe 2a zur unteren Rotorscheibe 2b führt. Der Stromfluss in den Magnetspulen 7 ist so gerichtet, dass an einer Rotorscheibe 2a;. 2b gegenüberliegende Polschuhe 9a, 9b, 9c, 9d unterschiedliche magnetische Polarität besitzen. In Figure 1, a Starkfeldmagnetscheider is shown schematically with a rotor 1, whose (in the illustrated embodiment) two rotor discs 2a, 2b arranged horizontally and one above the other and rotatably mounted on a shaft 3 and in the operation of Starkfeldmagnetscheiders around the axis defined by the shaft vertical axis 4 turn. The inner region of the rotor disks 2a, 2b consists of ferromagnetic material. Ring-like around the circumference of the rotor disks 2a, 2b, a plurality of matrix boxes 5 are arranged which have up and down openings and in the interior of which soft magnetic bodies each form a so-called matrix 6. In the exemplary embodiment, the matrix 6 consists of spaced-apart, wear-resistant, corrugated steel sheets whose surfaces in the magnetized state are suitable for the adhesion of magnetically susceptible particles. By current flow in the magnetic coils 7, a magnetic field is generated in the interior thereof. The statically mounted magnetic coils 7 are supported by the legs acting as a coil core each of a yoke 8a, 8b, wherein the pole pieces 9a, 9b, 9c, 9d of the C- or U-shaped yokes 8a, 8b at the level of the rotor disks 2a, 2b in pairs each other lying exactly opposite in a portion of the circumference of the rotor disks 2a, 2b, the rotor disks 2a, 2b tong-like, but spaced by a narrow, filled with air gap. The two pole shoes 9a, 9b, 9c, 9d of each yoke 8a, 8b are arranged one above the other on the same side of the rotor 1, since each yoke 8a, 8b leads geometrically from the upper rotor disk 2a to the lower rotor disk 2b. The current flow in the magnetic coils 7 is directed so that on a rotor disk 2a ; , 2b opposite pole pieces 9a, 9b, 9c, 9d have different magnetic polarity.
Bei Stromfluss in den Magnetspulen 7 wird durch das magnetische Feld in deren Innenraum in den Jochen 8a, 8b ein magnetischer Fluss erzeugt. Der magnetische Fluss bildet über die Joche 8a, 8b, die Polschuhe 9a, 9b, 9c, 9d und die Rotorscheiben 2a, 2b mit den Matrixboxen 5 hinweg einen geschlossenen Magnetkreis (mit Spalten im Bereich der beiden Rotorscheiben 2a, 2b). Dem erfindungsgemäßen Vorschlag folgend besteht jedes Joel) 8a, 8b entweder aus einem Magnetwerkstoff aus mindestens 99,65% reinem Eisen, bevorzugt mindestens 99,85%, bei einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,02%, bevorzugt maximal 0,01 %, oder aus einer Eisen-Kobalt-Legierung mit einem Kobaltgehalt zwischen 15% und 50%, bevorzugt zwischen 15% und 20%. Die hierdurch gegebenen magnetischen Sättigungspolarisationen der Magnetwerkstoffe der Joche 8a, 8b von über 2,0 T (Richtwert) führen zu hohen magnetischen Feldstärken im Innenraum der Matrixboxen 5, wo die Trennung der magnetisch suszeptiblen Partikel stattfindet, und mithin zu einer hohen Separationswirksamkeit des Starkfeldmag- netscheiders. Darüber hinaus führen die günstigen Hysteresiseigenschaften der beiden magnetischen Werkstoffe zu einem im Vergleich zu herkömmlichen, mit Baustahljochen ausgestatteten Starkf eidmag netscheidern reduzierten Energiebedarf der Magnetspulen 7, d.h. zu einer verbesserten Energieeffizienz der Anlage.  When current flows in the magnetic coils 7, a magnetic flux is generated by the magnetic field in the interior of the yokes 8a, 8b. The magnetic flux forms via the yokes 8a, 8b, the pole pieces 9a, 9b, 9c, 9d and the rotor disks 2a, 2b with the matrix boxes 5 a closed magnetic circuit (with gaps in the region of the two rotor disks 2a, 2b). According to the proposal of the invention, each Joel) 8a, 8b consists either of a magnetic material of at least 99.65% pure iron, preferably at least 99.85%, at a maximum carbon content of 0.02%, preferably at most 0.01%, or from an iron-cobalt alloy having a cobalt content between 15% and 50%, preferably between 15% and 20%. The resulting magnetic saturation polarizations of the magnetic materials of the yokes 8a, 8b of more than 2.0 T (guide value) lead to high magnetic field strengths in the interior of the matrix boxes 5, where the separation of the magnetically susceptible particles takes place, and thus to a high separation efficiency of Starkfeldmag- netscheiders. In addition, the favorable hysteresis properties of the two magnetic materials result in a reduced energy requirement of the magnetic coils 7 compared with conventional solid state force majors equipped with steel yokes. to an improved energy efficiency of the plant.
Gemäß der vorbekannten Arbeitsweise des hier beschriebenen, nassbetriebenen Starkfeldmagnetscheidertyps wird die Suspension aus Trägermedium, z.B. Was- ser, und den feinkörnigen Feststoffpartike!n durch Gutzuführungsleitungen einer Gutaufgabevorrichtung 10 an der Ecke eines jeden Polschuhs 9a, 9b, 9c, 9d kontinuierlich in den rotierenden Ring von Matrixboxen 5 aufgegeben. Während der Großteil der nicht-magnetischen und extrem schwach magnetischen Partikel nach unten aus der jeweiligen Matrixbox 5 austritt und über jeweils eine Sammelrinne 1 1 abgeleitet wird, werden unter dem Einfluss des Magnetfeldes die magnetisch hinreichend suszeptiblen Teilchen an der Matrix 6 zurückgehalten. Dabei wird durch Einschluss und Reibung auch ein Anteil nicht-magnetischer Partikel zurückgehalten. Dieser wird nach rotationsbedingtem Durchlaufen des Bereichs vor dem jeweiligen Polschuh 9a, 9b, 9c, 9d durch eine an der anderen Ecke des jeweiligen Polschuhs 9a, 9b, 9c, 9d angeordnete Waschvorrichtung 12 mittels eines Waschfluidstroms (nicht abgebildet) entfernt und durch zugehörige Aus- tragsleitungen 13 abgeleitet. Die an den Matrizen 6 zurückgehaltene magnetisier- te Partikelfraktion fällt im magnetisch nahezu neutralen Mittelbereich des Rotationsweges zwischen den Polschuhen teils schwerkraftbedingt aus den Matrixboxen 5. Der verbliebene magnetische Partikelanteil wird jeweils mittels einer in der Mitte angeordneten Spülvorrichtung 14 unter Einsatz eines Spülfluidstroms (nicht abgebildet), der gewöhnlich einen höheren Druck besitzen muss als der Wasch- fluidstrom, aus den Matrixboxen 5 entfernt und durch zugehörige Austragsleitun- gen 15 abgeleitet. Nach Durchlaufen dieser Stationen ist die angestrebte Sortierung geleistet. According to the previously known method of operation of the wet-operated high-field magnetic separator type described here, the suspension of carrier medium, for example, water ser, and the fine-grained solid particles! n by Gutzuführungsleitungen a Gutaufgabevorrichtung 10 at the corner of each pole piece 9a, 9b, 9c, 9d continuously fed into the rotating ring of matrix boxes 5. While most of the non-magnetic and extremely weak magnetic particles exit downwards from the respective matrix box 5 and are discharged via a collecting channel 11, the magnetically sufficiently susceptible particles are retained on the matrix 6 under the influence of the magnetic field. By inclusion and friction, a proportion of non-magnetic particles is retained. This is removed by rotation of the area in front of the respective pole piece 9a, 9b, 9c, 9d by means of a washing fluid flow (not shown) arranged at the other corner of the respective pole piece 9a, 9b, 9c, 9d and derived trungsleitungen 13. The magnetized particle fraction retained on the matrices 6 falls in the magnetically almost neutral middle region of the rotation path between the pole shoes partly out of the matrix boxes 5 due to gravity. The remaining magnetic particle fraction is in each case determined by means of a flushing device 14 arranged in the center using a flushing fluid flow (not shown). which usually has to have a higher pressure than the washing fluid stream, removed from the matrix boxes 5 and discharged through associated discharge lines 15. After passing through these stations, the desired sorting is done.
Der beschriebene Starkfeldmagnetscheider ist in einem stabilen, vorzugsweise aus Stahl gefertigten Rahmen (nicht abgebildet) gelagert. B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E The described Starkfeldmagnetscheider is stored in a stable, preferably made of steel frame (not shown). LIST OF REFERENCE NUMBERS
Rotor 9a, 9b, 9c, 9d Polschuh a Rotorscheibe (obere) 10 Gutaufgabevorrichtung b Rotorscheibe (untere) 11 Sammelrinne Rotor 9a, 9b, 9c, 9d Polschuh a rotor disk (upper) 10 Gutaufgabevorrichtung b rotor disk (lower) 11 collecting channel
Welle 12 Waschvorrichtung Wave 12 washing device
Achse 13 Austragsleitung (Waschvorrichtung) Axis 13 discharge line (washing device)
Matrixbox  matrix box
14 Spülvorrichtung  14 flushing device
Matrix  matrix
15 Austragsleitung (Spülvorrich¬ 15 discharge line (Spülvorrich¬
Magnetspule solenoid
tung) tung)
a, 8b Joch a, 8b yoke

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E P A T E N T A N S P R E C H E
Starkfeldmagnetscheider zur Trennung von in einem Trägermedium sus- pensierten Festkörperpartikeln mit unterschiedlicher magnetischer Suszep- tibilität, High-field magnetic separator for separating solid particles suspended in a carrier medium with different magnetic susceptibility,
aufweisend including
einen um eine Achse (4) rotierbar angetriebenen Rotor (1 ) mit mindestens einer ferromagnetischen Rotorscheibe (2a, 2b), wobei die Achse (4) einen Winkel, bevorzugt einen rechten Winkel, gegen die Horizontale besitzt,  a rotor (1) driven rotatably about an axis (4) with at least one ferromagnetic rotor disk (2a, 2b), wherein the axis (4) has an angle, preferably a right angle, to the horizontal,
eine ringförmige Anordnung von offenen Behältern (Matrixboxen) (5) am äußeren Rand jeder Rotorscheibe (2a, 2b) zum Durchströmen des Trägermediums durch die Matrixboxen (5), wobei  an annular arrangement of open containers (matrix boxes) (5) on the outer edge of each rotor disk (2a, 2b) for the passage of the carrier medium through the matrix boxes (5), wherein
die Durchströmungsrichtung bevorzugt von oben nach unten gerichtet ist, und  the flow direction is preferably directed from top to bottom, and
im Inneren der Matrixboxen (5) ferromagnetische Körper (Matrix) (6) für den Trennvorgang angeordnet sind,  inside the matrix boxes (5) ferromagnetic bodies (matrix) (6) are arranged for the separation process,
mindestens eine Vorrichtung zur Aufgabe des Trägermediums mit den suspensierten Festkörperpartikeln in die Matrixboxen (5), at least one device for discharging the carrier medium with the suspended solid particles into the matrix boxes (5),
mindestens eine Vorrichtung zum Austragen von aufgrund magnetischer Anziehung in den Matrixboxen (5) zurückgehaltenen Partikelfraktionen, und at least one device for discharging particle fractions retained due to magnetic attraction in the matrix boxes (5), and
ein statisch angeordnetes Magnetsystem mit mindestens einem Joch (8a, 8b) zur Bildung eines geschlossenen Magnetkreises (mit Spalten im Bereich der mindestens einen Rotorscheibe (2a, 2b)), wobei  a statically arranged magnet system having at least one yoke (8a, 8b) for forming a closed magnetic circuit (with gaps in the region of the at least one rotor disk (2a, 2b)), wherein
die Schenkel jedes Jochs (8a, 8b) jeweils mindestens eine Magnetspule (7) tragen, und  the legs of each yoke (8a, 8b) each carry at least one magnetic coil (7), and
die als Polschuhe (9a, 9b, 9c, 9d) ausgebildeten Enden des mindestens einen Jochs (8a, 8b) so angeordnet sind und die Stromflüsse durch die Magnetspulen (7) so gerichtet sind, dass sich auf Höhe jeder Rotorscheibe (2a, 2b) und dicht an der Peripherie der Rotorscheibe (2a, 2b) zwei einander gegenüber liegende Polschuhe (9a, 9b, 9c, 9d) unterschiedlicher magnetischer Polarität befinden,  the ends of the at least one yoke (8a, 8b) formed as pole pieces (9a, 9b, 9c, 9d) are arranged in such a way and the current flows through the magnet coils (7) are directed so that at the level of each rotor disc (2a, 2b) and two mutually opposite pole shoes (9a, 9b, 9c, 9d) of different magnetic polarity are located close to the periphery of the rotor disk (2a, 2b),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das mindestens eine Joch (8a, 8b) aus einem Magnetwerkstoff mit einer magnetischen Sättigungspolarisation von mindestens 2,0 T besteht, ausgewählt unter the at least one yoke (8a, 8b) is made of a magnetic material having a magnetic saturation polarization of at least 2.0T selected from
a) Magnetwerkstoff aus mindestens 99,65% reinem Eisen, bevorzugt mindestens 99,85%, bei einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,02%, bevorzugt maximal 0,01 %, und a) magnetic material of at least 99.65% pure iron, preferably at least 99.85%, with a maximum carbon content of 0.02%, preferably at most 0.01%, and
b) Eisen-Kobalt-Legierung mit einem Kobaltgehalt zwischen 15% und 50%, bevorzugt zwischen 15% und 20%. b) iron-cobalt alloy having a cobalt content between 15% and 50%, preferably between 15% and 20%.
2. Starkfeldmagnetscheider nach Anspruch 1 , 2. Strong field magnetic separator according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Rotor (1 ) aus zwei untereinander angeordneten, voneinander beabstandeten und um eine gemeinsame Achse (4) rotierbaren Rotorscheiben (2a, 2b) besteht, und  the rotor (1) consists of two mutually spaced, spaced-apart and about a common axis (4) rotatable rotor discs (2a, 2b), and
das Magnetsystem aus zwei Jochen (8a, 8) besteht, die jeweils C- förmig von der oberen zur unteren Rotorscheibe (2a, 2b) führen.  the magnet system consists of two yokes (8a, 8) which each lead C-shaped from the upper to the lower rotor disk (2a, 2b).
3. Starkfeldmagnetscheider nach Anspruch 2, 3. Strong field magnetic separator according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Stärke des magnetischen Feldes zwischen den zur einen Rotorscheibe (2a) gehörigen Polschuhen (9a, 9b) unabhängig von der Stärke des magnetischen Feldes zwischen den zur anderen Rotorscheibe (2b) gehörigen Polschuhen (9c, 9d) regelbar ist.  the strength of the magnetic field between the pole pieces (9a, 9b) belonging to one rotor disk (2a) can be regulated independently of the strength of the magnetic field between the pole pieces (9c, 9d) belonging to the other rotor disk (2b).
4. Starkfeldmagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Strong field magnetic separator according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Matrix (6) in den Matrixboxen (5) aus voneinander beabstandeten, geriffelten Stahlblechen besteht, wobei der Abstand der Stahlbleche zueinander einstellbar ist. the matrix (6) in the matrix boxes (5) consists of spaced, corrugated steel sheets, wherein the distance of the steel sheets is adjustable to one another.
5. Starkfeldmagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. Strong field magnetic separator according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
bezogen auf den Rotationsweg einer Matrixbox (5) entlang des Um- fanges einer Rotorscheibe (2a, 2b) die mindestens eine Vorrichtung (10) zur Aufgabe des Trägermediums mit den suspensierten Feststoffpartikeln in die Matrixboxen (5) jeweils am Beginn des Bereichs vor einem Polschuh (9a, 9b, 9c, 9d) angeordnet ist,  relative to the rotation path of a matrix box (5) along the circumference of a rotor disk (2a, 2b) the at least one device (10) for feeding the carrier medium with the suspended solid particles into the matrix boxes (5) at the beginning of the area in front of a pole piece (9a, 9b, 9c, 9d) is arranged,
mindestens eine Vorrichtung (Waschvorrichtung) (12) zum Austragen verbliebener Reste an nicht-magnetischen Feststoffpartikeln aus den Matrixboxen (5) vorgesehen ist, die jeweils am Ende des Bereichs vor einem Polschuh (9a, 9b, 9c, 9d) angeordnet ist und einen Waschflu- idstrom zur Entfernung der verbliebenen, nicht-magnetischen Feststoffpartikel aufweist, und  at least one device (washing device) (12) for discharging remaining residues of non-magnetic solid particles from the matrix boxes (5) is provided, which is arranged in each case at the end of the area in front of a pole piece (9a, 9b, 9c, 9d) and a wash - Has idstrom for removing the remaining, non-magnetic solid particles, and
mindestens eine Vorrichtung (Spülvorrichtung) (14) zum Austragen der in den Matrixboxen (5) zurückgehaltenen, magnetischen Partikelfraktion vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Spülvorrichtung (14) jeweils in der Mitte auf dem Rotationsweg zwischen den Polschuhen (9a, 9b, 9c, 9d) angeordnet ist und einen Spülfluidstrom zum Austragen der magnetischen Feststoffpartikel aufweist.  at least one device (flushing device) (14) is provided for discharging the magnetic particle fraction retained in the matrix boxes (5), the at least one flushing device (14) in each case being centered on the rotation path between the pole shoes (9a, 9b, 9c, 9d) is arranged and has a flushing fluid stream for discharging the magnetic solid particles.
6. Starkfeldmagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass 6. Strong field magnetic separator according to one of claims 1 to 5, characterized in that
die mindestens eine Rotorscheibe (2a, 2b) des Rotors (1 ) aus einem Magnetwerkstoff gefertigt ist, der aus mindestens 99,65% reinem Eisen, bevor- the at least one rotor disk (2a, 2b) of the rotor (1) is made of a magnetic material which consists of at least 99.65% pure iron, preferably
zugt aus mindestens 99,85% reinem Eisen, bei einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,02%, bevorzugt bei einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,01 %, besteht. at least 99.85% pure iron, at a maximum carbon content of 0.02%, preferably at a maximum carbon content of 0.01%.
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