DD261106A1

DD261106A1 - Matrix fuer magnetscheider

Info

Publication number: DD261106A1
Application number: DD27030584A
Authority: DD
Inventors: Alfred Schickel
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1984-12-05
Publication date: 1988-10-19
Also published as: SE464854B; GB8806142D0; SE8800926D0; SE8800926L; GB2215641A; DE3806340A1; GB2215641B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Matrix fuer Magnetscheider zur Abtrennung paramagnetischer Bestandteile sowie ferri- und ferromagnetischer Beimengungen aus Koernerhaufwerken in Nass- und Trockenarbeit, wobei das magnetische Blockieren der Induktionskoerper verhindert und der Anlage- und Betriebskostenaufwand gesenkt wird. Erfindungsgemaess werden in der Matrix korrosionsarme, vorzugsweise korrosionsfreie, an der Oberflaeche glatte, weichmagnetische Platten parallel und im Abstand zueinander und senkrecht zum Magnetfeld des verwendeten Scheiders als Matrixelemente angeordnet, so dass die magnetische Wechselwirkungskraft der Platten mit Ketten magnetisierter Teilchen nicht durch Korrosionsschichten verringert wird und keine aeusseren magnetischen Feldgradienten entstehen koennen. Die weichmagnetischen Platten werden durch unmagnetische Abstandselemente in einem Abstand gehalten, der von der Koernung des Aufgabematerials und den Suszeptibilitaeten dessen magnetischer Komponenten abhaengt, und durch unmagnetische Verbindungselemente verbunden.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Matrix für Magnetscheider zur Abtrennung von paramagnetischen Bestandteilen sowie ferri- und ferromagnetischen Beimengungen aus Körnerhaufwerken in Naß- und Trockenarbeit.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Matrizen für Magnetscheider zur Abtrennung von paramagnetischen Bestandteilen wie Hämatit, llmenit, Wolframit, Biotit, Limonit, Siderit usw. aus Körnerhaufwerken bekannt. Solche Matrizen werden in den bekannten Induktionskörpermagnetscheidern der verschiedensten Ausführungen (Jones-Magnetscheider, Humboldt-Wedag, DE-AS 1132062; Aufbereitungstechnik (1973) 3, S. 142-149/Beilage; HIW Magnetic Seperator England, Firmendruck Boxmag-Rapid BR 18, HHC/4000/379; SALA HGMS Series 480 Carousel USA, Firmendruck SALA-Intemational; SALA-HGMS Series 185 Carousel USA, FirmendruckSALA Magnetic, HGMS von Zelezorudne bane Spisskä Nova Ves, CSSR, Hornickä Pribram ve vede a technice, Symposium 18.-22.10.1982) in Form von stark magnetisierbaren Rillenplatten, Profildrähten, Streckmetall, Stahlwolle, Kugeln, Stäben usw. verwendet.

Allen diesen Matrizen ist gemeinsam, daß sie Induktionskörper beliebiger geometrischer Form mit starken Krümmungen der Oberflächen besitzen und daher in äußeren Magnetfeldern hohe Gradienten erzeugen, die wiederum zu hohen Magnetkräften auf Partikel in der Umgebung führen.

Das Arbeitsprinzip dieser Matrizen bei der Magnetscheidung beruht darauf, daß zwischen ihre Induktionskörper bei Anwesenheit eines starken Magnetfeldes eine Trübe geeigneter Feststoffkonzentration eingeleitet wird. Durch das Magnetfeld und die hohen Feldgradienten an den Induktionskörpern lagern sich an diese stärker paramagnetische, ferri- und ferromagnetische Bestandteile der Trübe an, während schwächer paramagnetische und diamagnetische Bestandteile frei abfließen. Die an den Induktionskörpern haftenden magnetischen Teilchen werden zunächst im Magnetfeld gewaschen, wodurch ein Zwischenprodukt ausgetragen wird, und nach dem Waschvorgang ohne Magnetfeld mit Spülflüssigkeit unter hohem Druck ausgespült.

Ferro- und ferrimagnetische Beimengungen in der Trübe wie Abriebeisen bzw. Magnetit haften auch ohne Magnetfeld teilweise noch so fest an den Induktionskörpern, daß selbst hoher Wasserdruck nicht ausreicht, um diese auszuschwemmen. Das wird insbesondere durch die Remanenz in Verbindung mit den starken Krümmungen an der Oberfläche der Induktionskörper verursacht, weil das magnetische Restfeld und der Feldgradient und damit auch die magnetische Restkraft auf die ferro- und ferrimagnetischen Beimengungen unvertretbar hoch sind. Die Folge ist, daß die Induktionskörper verkrusten und gereinigt bzw. vorzeitig ausgewechselt werden müssen, da die Matrix sonst magnetisch blockiert. Beide Maßnahmen erfordern Arbeitszeit und verursachen erhebliche Kosten, so daß man häufig den Induktionskörpermagnetscheidern zusätzlich Schwachfeldmagnetscheider zur Abtrennung ferro- und ferrimagnetischer Beimengungen vorschaltet. Obwohl der Aufwand für die Aufstellung und das Betreiben dieser zusätzlichen Aggregate hoch ist, bringen sie keine Lösung des Problems, da die Schwachfeldscheider nur einen Teil der stark magnetischen Beimengungen des Aufgabematerials abscheiden und daher das magnetische Blockieren der Matrix lediglich verzögert wird. Nachteilig ist auch der große Platzbedarf und die Notwendigkeit mehrerer Trennstufen. In einem Fall (DDR PS 202 632S) wurden Matrizen aus unmagnetischen Trennkörpern in Form von zueinander parallel und zum Feld senkrecht angeordneten Stäben oder Platten vorgeschlagen; Die unmagnetischen Trennkörper können auch von Strukturen aus Drähten oder Schüttkörpern gebildet werden. Führt man einer solchen Matrix im magnetischen Feld ein Aufgabematerial zu, so werden dessen stärker magnetisierbare Bestandteile in Feldrichtung als Ketten polarisierter Teilchen zwischen den in geeignetem Abstand befindlichen unmagnetischen Trennkörpern festgehalten, während schwach paramagnetische und diamagnetische Bestandteile frei aus der Matrix abfließen. Nach Verlassen oder Abschalten des Magnetfeldes zerfallen die Polarisationsteilchenketten aus paramagnetischen Teilchen auch bei Verunreinigung durch stark magnetische Teilchen und können leicht ausgespült werden. Nachteilig ist dabei, daß die Art der Abscheidung lediglich auf Schlämme beschränkt bleibt, da die schwachen Haftkräfte zwischen den unmagnetischen Trennkörpern und den Polarisationsketten diese nur dann zurückhalten, wenn sie eine geringe Masse besitzen, d. h., wenn ihre Teilchen sehr klein sind.

Beispielsweise kann man in einer Matrix aus parallelen Aluminiumplatten in 1 mm Abstand bei einer Induktion von 1,2T Hämatitteilchen <10μηη aus einer Trübe abtrennen. Nachteilig ist ferner, daß die Abscheidung paramagnetischer sowie ferromagnetischer Bestandteile nur dann möglich ist, wenn sie einen gewissen Mindestgehalt in der Aufgabe überschreiten, da sich sonst keine Polarisationsteilchenketten ausbilden können. Ein Mangel besteht auch darin, daß gegenüber bestimmten Induktionskörpermatrizen (z.B. Rillenplatten-, Streckmetall- bzw. Kugelmatrizen) für gleiche Induktion zwischen den unmagnetischen Trennkörpern eine um etwa ¹A höhere Durchflutung erforderlich ist, was infolge ihres Platzbedarfes nicht durch höheren Durchsatz als in vergleichbaren Induktionskörpermatrizen ausgeglichen wird. Der höhere Durchflutungsbedarf erfordert höhere Kosten für erhöhte elektrische Stromstärke und/oder höhere Investitionskosten für Wicklungen mit größeren Windungszahlen im verwendeten Scheider.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei der Magnetscheidung mit Starkfeldmagnetscheidern das magnetische Blockieren der Jnduktionskörper durch ferri- und ferromagnetische Bestandteile des Aufgabematerials.zu verhindern sowie den Aufwand an Anlage-und Betriebskosten zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende Gestaltung der Matrix die Abscheidung paramagnetischer, ferri- und ferromagnetischer Bestandteile des Aufgabematerials zu gewährleisten und die Wirkung remanenzbedingter magnetischer Restkräfte außerhalb des Magnetfeldes auf die abgetrennten ferro- und ferrimagnetischen Teilchen weitgehend zu beseitigen, die Beschränkung der Abscheidung auf Schlämme und Gehalte an magnetischer Komponente über einem gewissen Mindestgehalt zu vermeiden sowie einen erhöhten Durchflutungsbedarf zu verhindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Matrix korrosionsarme, Vorzugsweise korrosionsfreie, an der Oberfläche glatte, weichmagnetische Platten (1) parallel und im Abstand zueinander und senkrecht zum Magnetfeld des verwendeten Scheiders als Matrixelemente angeordnet sind, so daß die magnetische Wechselwirkungskraft der Platten (1) mit Ketten magnetisierter Teilchen nicht durch Korrosionsschichten verringert wird und keine äußeren magnetischen Feldgradienten entstehen können. Kennzeichnend ist, daß der Abstand der weichmagnetischen Platten (1) durch unmagnetische Abstandelemente (2) bestimmt wird, um einen partiellen magnetischen Kurzschluß zwischen den Platten (1) zu verhindern. Weiter ist kennzeichnend, daß die weichmagnetischen Platten (1) über die unmagnetischen Abstandelemente (2) verbunden sind und die Verbindungselemente (3) ebenfalls unmagnetisch sind, um einen partiellen magnetischen Kurzschluß zwischen den Platten (1) zu verhindern. Wird die Matrix in das annähernd homogene Magnetfeld eines Induktionskörpermagnetscheiders gebracht, so entstehen aufgrund der senkrecht zum Feld orientierten und an der Oberfläche glatten weichmagnetischen Platten (1) keine magnetischen Feldgradienten, sondern die Feldhomogenität wird noch verbessert. Führt man der Matrix das zu trennende Material als Trübe oder trockene Körnung zu, dann werden stärker paramagnetische sowie ferro- und ferrimagnetische Bestandteile bei genügender Stärke des nahezu homogenen Magnetfeldes durch magnetische interpartikuläre Wechselwirkungskräfte als Ketten" polarisierter Teilchen zwischen den weichmagnetischen Platten (1) festgehalten, während schwächer paramagnetische und diamagnetische Bestandteile aus der Matrix abfließen und als unmagnetisches Produkt aufgefangen werden. Entscheidend ist dabei, daß die Haftkräfte zwischen den weichmagnetischen Platten (1) und den Enden der Polarisationsteilchenketten durch die magnetischen Dipolkräfte zwischen diesen und den Platten (1) bestimmt werden, welche von dergleichen Größenordnung wie die interpartikulären Wechselwirkungskräfte sind. Dadurch wird die Beschränkung der Abscheidung auf Schlämme beseitigt. Desgleichen wird die Beschränkung auf Gehalte größer als ein gewisser Mindestgehalt an magnetischer Komponente vermieden, da die Dipolbildkräfte auch Einzelkörner an den weichmagnetischen Platten festhalten. Die weichmagnetischen Platten (1) im Magnetfeld verhindern, daß gegenüber bekannten Induktionskörpermatrizen, beispielsweise aus Rillenplatten, Streckmetall bzw. Kugeln, ein erhöhter Durchflutungsbedarf auftritt. Anschließend wird das in der Matrix festgehaltene magnetische Gut durch Waschflüssigkeit bzw. Druckluft im Magnetfeld gereinigt und dabei ein Zwischenprodukt unter der Matrix aufgefangen. Ohne äußeres Magnetfeld zerfallen dann die Polarisationsteilchenketten. Im remanenten Magnetfeld der weichmagnetischen Platten (1)sind die nur durch die magnetisierten Teilchen selbst erzeugten Gradienten und damit die interpartikulären Weckseiwirkungskräfte sowie die Dipolbildkräfte so klein, daß sie die Polarisationsteilchenketten nicht mehr stabilisieren bzw. zwischen den Platten (1) festhalten können. Durch die glatten, plattenförmigen Iriduktionskörper werden äußere Feldgradienten ebenfalls vermieden, so daß beim Spülen ohne Magnetfeld auch ferro- und ferrimagnetische Teilchen nicht in der Matrix festgehalten werden. Das magnetische Produkt wird durch Spülflüssigkeit bzw. Druckluft vollständig ausgetragen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt den Aufbau einer Matrix aus weichmagnetischen Platten.

Ausführungsbeispiel

Die Matrix setzt sich aus weichmagnetischen Platten 1 zusammen, die aus einem geeigneten korrosionsfreien Chromstahlblech bestehen. Der Abstand zwischen den Platten 1 wird durch Lochscheiben 2 aus Aluminium gehalten. Als Verbindungselemente 3 der Matrix dienen Stäbe aus Aluminium, die durch entsprechende Bohrungen in den Platten 1 sowie durch die Lochscheiben 2 ragen und an beiden Enden vernietet sind. Die äußeren Abmessungen der Matrix sind so gewählt, daß diese bei senkrecht zum Magnetfeld orientierten Platten 1 in die Arbeitsboxen des verwendeten Rotor- bzw. Kanister-Induktionskörpermagnetscheiders paßt. Dabei beträgt die Matrixhöhe mindestens 15-20cm. Der Abstand der weichmagnetischen Platten ist der Körnung und der Suszeptibilität des zu verarbeitenden Aufgabematerials angepaßt. Er beträgt für feine Körnungen etwa 1mm.

Die Matrix wird dem annähernd homogenen Magnetfeld in der Arbeitsbox eines Rotor- bzw. Kanister-Induktionskörpermagnetscheiders ausgesetzt und das Aufgabematerial als Trübe bzw. trockene Körnung zugeführt. Bei ausreichender magnetischer induktion werden stärker paramagnetische, ferri- und ferromagnetische Bestandteile des Aufgabematerials zwischen den zum Magnetfeld senkrecht stehenden weichmagnetischen Platten 1 als Ketten polarisierter Teilchen abgeschieden, während schwächer paramagnetische und diamagnetische Bestandteile unbeeinflußt aus der Matrix herausfließen und als unmagnetisches Produkt ausgetragen werden. Durch Waschen mit einer Waschflüssigkeit bzw. mit Druckluft werden die abgeschiedenen magnetischen Bestandteile gereinigt und dabei ein Zwischenprodukt ausgetragen. Ohne Magnetfeld zerfallen die Polarisationsteilchenketten bzw. verlieren ihre Stabilität und werden durch Spülflüssigkeit bzw. Druckluft als magnetisches Produkt ausgetragen.

Im Gegensatz zu den bekannten Matrizen mit stark gekrümmten Oberflächen eignet sich die erfindungsgemäße Matrix dazu, stärker paramagnetische Bestandteile auszuscheiden, ohne vorher ferri- und ferromagnetische Beimengungen des Aufgabematerials auf Schwachfeldscheidern abtrennen zu müssen, da die Polarisationsteilchenketten, in denen das. magnetische Produkt festgehalten wird, bei Remanenzmagnetisierung der weichmagnetischen Platten 1 zerfallen bzw. ihre Stabilität verlieren und daher durch Spülflüssigkeit bzw. Druckluft vollständig ausgetragen werden. Die hohen Kosten und der Arbeitsaufwand für die Reinigung bzw. den vorzeitigen Ersatz sowie für den dadurch bedingten Verlust an Verfügbarkeit entfallen. Des weiteren entfallen gegenüber einem anderen bekannten Vorschlag die Beschränkung auf die Trennung von Schlämmen und auf Haufwerke mit Gehalten an magnetischer Komponente über einem gewissen Mindestgehalt sowie die Kosten für eine erhöhte Durchflutung infolge der Verwendung unmagnetischer Trennkörper. Die aus korrosionsfreien, glatten, weichmagnetischen Platten bestehende Matrix ist einfacher, mit weniger Zeitaufwand und billiger herstellbar als Matrizen aus Rillenplatten, Profildrähten, Stahlwolle, Stäben usw.

Claims

1. Matrix für Magnetscheider zur Abtrennung paramagnetischer Bestandteile aus Körnerhaufwerken in Naß- und Trockenarbeit unter Vermeidung des magnetischen Blockierens infolge ferri- und ferromagnetischer Beimengungen, gekennzeichnet dadurch, daß korrosionsarme, vorzugsweise korrosionsfreie, an der Oberfläche glatte, weichmagnetische Platten (1) parallel und im Abstand zueinander und senkrecht zum Magnetfeld des verwendeten Scheiders als Matrixelemente angeordnet sind, so daß die magnetische Wechselwirkungskraft der Platten (T) mit Ketten magnetisierter Teilchen nicht durch Korrosionsschichten verringert wird und keine äußeren magnetischen Feldgradienten entstehen können.

2. Matrix nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die weichmagnetischen Platten (1) durch unmagnetische Abstandelemente (2) im Abstand gehalten werden und durch unmagnetische Verbindungselemente (3) verbunden sind.