Vorrichtung zum Abtrennen magnetischer und/oder magnetisier- barer Partikel von einer Suspension und deren Verwendung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen magnetischer und/oder magnetisierbarer Partikel von einer Suspension enthaltend weiterhin nicht-magnetische und/oder nicht- magnetisierbare Partikel, wobei die Vorrichtung eine Rohrlei- tung zum Hindurchleiten der Suspension umfassend mindestens eine Rohrabzweigung aufweist, wobei außerhalb der Rohrleitung mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Bereich der mindestens einen Rohrabzweigung angeordnet ist, sowie deren Verwendung.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. So be ^¬ schreibt die DE 102008047851 AI eine Vorrichtung zum Abtren ^¬ nen ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension umfassend einen rohrförmigen Reaktor und mehrere außerhalb des Reaktors angeordnete Magnete, wobei die Magnete mittels einer umlau ^¬ fenden Fördereinrichtung entlang zumindest eines Teils der Länge des Reaktors bis nahe eines Partikelabzugs bewegbar sind. Der Partikelabzug ist durch eine Rohrabzweigung reali ^¬ siert, durch welche die abzutrennenden Partikel aus dem Reak- tor ausgeschleust werden. Unterstützt wird der Partikelabzug hier durch ein aktives Absaugen der abzutrennenden Partikel.

Es hat sich allerdings gezeigt, dass abzutrennende Partikel an der Innenwandung der Rohrleitung anhaften können und in Folge eine unzureichende Ausschleusung erfolgt. Im schlimms ^¬ ten Fall wird eine Rohrabzweigung mit abzutrennenden Partikeln verstopft und der Trennvorgang unterbrochen. Die Innenwandung der Rohrleitung muss nun von Anhaftungen befreit werden, wobei die Vorrichtung über längere Zeit außer Betrieb genommen werden muss. Dies senkt die Leistung der Vorrichtung und erhöht die Betriebs- und Instandhaltungskosten. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Abtrennen magnetischer und/oder magnetisierbarer Partikel von einer Suspension anzugeben, mit der durchgehend eine hohe Trennleistung bei gleichzeitig minimalem Wartungsbedarf er- reicht wird.

Die Aufgabe wird für die Vorrichtung zum Abtrennen magnetischer und/oder magnetisierbarer Partikel von einer Suspension enthaltend weiterhin nicht-magnetische und/oder nicht-magne- tisierbare Partikel, wobei die Vorrichtung eine Rohrleitung zum Hindurchleiten der Suspension umfassend mindestens eine Rohrabzweigung aufweist, wobei außerhalb der Rohrleitung mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Bereich der mindestens einen Rohrabzweigung angeordnet ist, dadurch gelöst, dass die Rohrleitung im Bereich der Rohrabzweigung auf ihrer der Suspension zugewandten Innenwandung eine Antihaftbeschichtung aufweist, die ein Anhaften von aus der Suspension abzutrennenden magnetischen und/oder magneti- sierbaren Partikeln an der Innenwandung verhindert.

Aufgrund der verhinderten Anhaftung von magnetischen und/oder magnetisierbaren Partikeln an der Innenwandung der Rohrleitung wird eine Minderung des freien Querschnitts der Rohrlei ^¬ tung und eine Verstopfung der Rohrabzweigung (en) zuverlässig vermieden Auf eine aktive Absaugung der abzutrennenden Partikel im Bereich der Rohrabzweigung (en) kann verzichtet werden.

Die dauerhafte Verfügbarkeit der Vorrichtung und damit eine permanente Abtrennung von Partikeln ist somit gewährleistet und der Wartungsbedarf minimiert.

Nachdem Suspensionen, insbesondere Suspensionen enthaltend aufgemahlenes Erz, die Innenwandung einer Rohrleitung einer starken abrasiven Beanspruchung aussetzen, sind nur bestimmte Antihaftbeschichtungen dauerhaft verwendbar. Besonders geeignet sind hier daher Antihaftbeschichtungen, die aus Kunststoff, einem mit Partikel gefüllten Verbundwerkstoff, Keramik oder Emaille gebildet sind. Diese weisen eine Standzeit von etwa 6000 bis zu 15000 Stunden auf. Insbesondere eigenen sich Kunststoffe wie Polytetrafluorethylen (PTFE) ,

Perfluorethylenpopylen (FEP) , Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA) , Silikon oder Silikon-Kautschuk zur Bildung von Antihaftbe- Schichtungen. Als Partikel zum Füllen derartiger Kunststoffe sind insbesondere Molybdändisulfid, Bornitrid oder Graphit geeignet. Keramische Antihaftbeschichtungen auf Basis von Bornitrid oder AI ₂ O ₃ -T1O ₂ haben sich ebenfalls bewährt. Insbesondere ist die Antihaftbeschichtung an allen Oberflä ^¬ chen der Rohrleitung angeordnet, die im Einflussbereich des erzeugten Magnetfelds und in Kontakt mit der Suspension ste ^¬ hen . Als Basismaterial für die Rohrleitung, auf die die Antihaft- beschichtung aufgebracht ist, hat sich Stahl, Siliziumcarbid oder Molybdändisilizid bewährt.

Um die Trennleistung der Vorrichtung zu erhöhen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Fließrichtung der Suspension gesehen nacheinander mindestens zwei Rohrabzweigungen angeordnet sind, wobei einer jeden Rohrabzweigung mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zugeordnet ist .

Weiterhin hat es sich bewährt, wenn im Bereich der mindestens einen Rohrabzweigung in der Rohrleitung mindestens eine perforierte Trennwand angeordnet ist, die in Richtung einer Längsachse der Rohrleitung gesehen einen Strömungsbereich für die Suspension von einem Abtrennungsbereich für abzutrennende und über die mindestens eine Rohrabzweigung abzuführende mag ^¬ netische und/oder magnetisierbare Partikel abteilt. Magneti ^¬ sche und/oder magnetisierbare Partikel können vom Magnetfeld angezogen durch die Perforation in der Trennwand hindurch in Richtung der Rohrabzweigung gelangen und abgetrennt werden.

Hierbei hat sich insbesondere eine Beschichtung der Trennwand mit ebenfalls einer Antihaftbeschichtung bewährt, wie sie er- findungsgemäß für die Innenwandung der Rohrleitung eingesetzt und oben bereits beschrieben wird.

Die mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnet ^¬ feldes ist vorzugsweise durch mindestens einen Permanentmag ^¬ neten und/oder mindestens eine Spule gebildet. Energetisch bevorzugt ist der Einsatz von Permanentmagneten oder Permanentmagneten in Kombination mit Spulen, um mittels der Spulen das Magnetfeld der Permanentmagneten steuern zu können.

Durch die Magnetfeldsteuerung kann das Magnetfeld des Permanentmagneten vergrößert oder verkleinert werden. Auf diese Weise kann die Einflusszone angepasst werden, innerhalb der magnetische und/oder magnetisierbare Partikel angezogen wer ^¬ den, die anschließend über die Rohrabzweigung (en) von der Suspension getrennt werden.

Besonders bewährt hat sich hier eine Ausgestaltung gemäß der DE 102008047851 AI, bei der die mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes durch eine Anzahl an Perma ^¬ nentmagneten gebildet ist, die auf einer umlauffähigen Fördereinrichtung angeordnet sind und entlang zumindest eines Teils der Länge der Rohrleitung nahe der mindestens einen Rohrabzweigung bewegbar sind.

Eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abtrennung magnetischer und/oder magnetisierbarer Partikel aus einer Suspension, insbesondere einer Eisenerzsuspension, ist ideal .

Die Figuren 1 bis 7 zeigen beispielhaft erfindungsgemäße Vor ^¬ richtungen. So zeigt:

FIG 1 eine erste Vorrichtung im Teil-Längsschnitt,

FIG 2 die erste Vorrichtung im Querschnitt II-II,

FIG 3 die Rohrleitung der ersten Vorrichtung gemäß FIG 1 in vergrößerter Darstellung,

FIG 4 eine zweite Vorrichtung im Teil-Längsschnitt, FIG 5 die zweite Vorrichtung im Querschnitt V-V,

FIG 6 eine dritte Vorrichtung im Querschnitt, und

FIG 7 die dritte Vorrichtung im Teil-Längsschnitt

VII-VII .

FIG 1 zeigt eine erste Vorrichtung 1 zum Abtrennen magneti ^¬ scher und/oder magnetisierbarer Partikel 11 von einer Suspension 10 enthaltend weiterhin nicht-magnetische und/oder nicht-magnetisierbare Partikel 12 im Teil-Längsschnitt. Die erste Vorrichtung 1 weist eine Rohrleitung 2 zum

Hindurchleiten der Suspension 10 auf und umfasst eine Rohrabzweigung 2a. Außerhalb der Rohrleitung 2 ist eine Einrichtung 3 zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Bereich der Rohrabzwei ^¬ gung 2a angeordnet. Die Einrichtung 3 ist in Strömungsrich- tung der Suspension 10 gesehen vor der Rohrabzweigung 2a angeordnet und umfasst hier eine Fördereinrichtung 6 in Form einer rotierenden Trommel, auf deren Umfang Permanentmagnete 7 angeordnet sind. Die Permanentmagnete 7 werden entlang der Außenseite der Rohrleitung 2 in Strömungsrichtung der Suspen- sion 10 bewegt. Die Rohrleitung 2 ist im Bereich der Rohrabzweigung 2a auf ihrer der Suspension 10 zugewandten Innenwandung 20 mit einer Antihaftbeschichtung 4 versehen, die ein Anhaften von aus der Suspension 10 abzutrennenden magnetischen und/oder magnetisierbaren Partikeln 11 an der Innenwan- dung 20 verhindert. Die Suspension 10 umfassend magnetische und/oder magnetisierbare Partikel 11 sowie nicht-magnetische und/oder nicht-magnetisierbare Partikel 12 wird in die Rohr ^¬ leitung 2 eingeleitet und gelangt auf ihrem Weg in den Ein ^¬ flussbereich eines Magnetfelds, welches durch die Einrichtung 3 erzeugt wird, die außerhalb der Rohrleitung 2 angeordnet ist und somit in keinem direkten Kontakt zur Suspension 10 steht. Die magnetischen und/oder magnetisierbaren Partikel 11 werden in Richtung der Einrichtung 3 gelenkt und reichern sich in der Suspension 10 im Bereich der Innenwandung 20 der Rohrleitung 2 nahe der Einrichtung 3 an. Aufgrund der Strömungsrichtung der Suspension 10 und unterstützt von der

Antihaft-Wirkung der Antihaftbeschichtung 4 gelangen die magnetischen und/oder magnetisierbaren Partikel 11 in den Be- reich der Rohrabzweigung 2a und werden über diese als Wertstoffstrom 13 ausgeschleust, während der Rest der Suspension 10, die nun im

Idealfall vor allem noch die nicht-magnetischen und/oder nicht-magnetisierbaren Partikel 12 aufweist, als Abfallstrom 14 abgeführt wird.

FIG 2 zeigt die erste Vorrichtung 1 im Querschnitt II-II. Da ^¬ bei ist erkennbar, dass die Antihaftbeschichtung 4 die Rohr- leitung 2 im Bereich der Einrichtung 3 großflächig bedeckt, um Anhaftungen zu vermeiden. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 kennzeichnen gleiche Elemente.

Zur besseren Übersichtlichkeit zeigt FIG 3 die erste Vorrich- tung 1 gemäß FIG 1 mit vergrößerter Darstellung der Rohrleitung 2 und ohne die Partikel 11, 12 der Suspension 10. Glei ^¬ che Bezugszeichen wie in FIG 1 kennzeichnen gleiche Elemente.

FIG 4 zeigt eine zweite Vorrichtung 1' im Teil-Längsschnitt, bei welcher die Rohrleitung 2 zwei Rohrabzweigungen 2a, 2a' aufweist, die in Strömungsrichtung der Suspension 10 gesehen nacheinander angeordnet sind. Die Anordnung der Rohrabzwei ^¬ gungen 2a, 2a' ist lediglich beispielhaft gewählt. So können am Umfang der Rohrleitung 2 gegenüberliegend auf gleicher Höhe oder alternierend auf unterschiedlicher Höhe Rohrabzwei ^¬ gungen angeordnet sein, wendeiförmig Rohrabzweigungen angeordnet sein, usw. Auch die Anzahl der Rohrabzweigungen 2a, 2a' kann nach Bedarf erhöht werden. Einer jeder Rohrabzweigung 2a, 2a' ist eine Einrichtung 3, 3 ' zur Erzeugung eines Magnetfelds zugeordnet, die wie für FIG 1 beschrieben betrei ^¬ ben wird. Aufgrund der höheren Anzahl an Rohrabzweigungen 2a, 2a' ist die Ausbeute an magnetischen und/oder magnetisierba- ren Partikeln 11 erhöht. Pro Rohrabzweigung 2a, 2a' wird ein separater Wertstoffström 13, 13' erhalten, welche zusammenge- führt werden können. Der Abfallstrom 14 beinhaltet hier im

Idealfall deutlich weniger magnetische und/oder magnetisier- bare Partikel 11 als bei der ersten Vorrichtung 1 gemäß den Figuren 1 bis 3. Die im Bereich der Rohrabzweigungen 2a, 2a' angeordnete Anti- haftbeschichtung 4 bedeckt hier nur den Teil der Innenwandung 20 der Rohrleitung 2, der sich in unmittelbarer Nähe zur Ein- richtung 3 befindet.

FIG 5 zeigt die zweite Vorrichtung 1 ' im Querschnitt V-V, wo ^¬ bei gleiche Bezugszeichen wir in FIG 4 gleiche Elemente kenn ^¬ zeichnen .

FIG 6 zeigt eine dritte Vorrichtung 1'' im Querschnitt, wobei gleiche Bezugszeichen wir in FIG 1 gleiche Elemente kenn ^¬ zeichnen. Im Bereich der Rohrabzweigung 2a in der Rohrleitung 2 ist hier eine perforierte Trennwand 5 angeordnet, die in Richtung einer Längsachse der Rohrleitung 2 gesehen einen

Strömungsbereich 21 für die Suspension 10 von einem Abtrennungsbereich 22 für abzutrennende und über die Rohrabzweigung 2a abzuführende magnetische und/oder magnetisierbare Partikel 5 abteilt. Die Trennwand 5 weist bevorzugt ebenfalls eine hier nicht im Detail dargestellte Antihaftbeschichtung auf, damit eine Anhaftung von magnetischen und/oder magnetisierba- ren Partikel 11 daran vermieden wird. Die Einrichtung 3 zur Erzeugung eines Magnetfelds ist hier als eine ortsfest in ^¬ stallierte, stromdurchflossene Spule ausgestaltet.

FIG 7 zeigt die dritte Vorrichtung 1'' im Teil-Längsschnitt VII-VII. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 6 kennzeichnen gleiche Elemente. Hier ist die perforierte Trennwand 5 mit ihren Öffnungen 5a, durch welche magnetische und/oder magne- tisierbare Partikel 11 in Richtung des Magnetfelds zur Rohr ^¬ abzweigung 2a gelangen können, im Detail erkennbar. Die Länge der Trennwand 5 in Richtung der Längsachse der Rohrleitung 2 ist hier lediglich beispielhaft gewählt. Allerdings sollte eine Trennwand 5 zumindest den Bereich überspannen, in dem die Rohrabzweigung 2a abzweigt.

Die Figuren 1 bis 7 zeigen lediglich Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung. So können andere als die ge- zeigten Einrichtungen zur Erzeugung eines Magnetfelds eingesetzt werden, andere als runde Querschnitte der Rohrleitung zum Einsatz kommen usw.