| JP2000300911 | METHOD AND APPARATUS FOR REMOVING MAGNETIC FINE PARTICLES |
| WO/2001/087458 | MAGNETIC BEAD-BASED ARRAYS |
| WO/1997/010467 | A SAFETY DEVICE FOR GEARBOXES OR OIL TANKS |
KRIEGLSTEIN, Wolfgang (Brückenweg 10, Roßtal, 90574, DE)
HARTMANN, Werner (Karlsweg 10, Weisendorf, 91085, DE)
KRIEGLSTEIN, Wolfgang (Brückenweg 10, Roßtal, 90574, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Abtrennung von magnetisierbaren Partrkeln aus einer als Stoffstrom vorliegenden Suspension, die metal- lische und nichtmetallische Anteile enthalt und einen vorgegebenen Massenfluss hat, wobei durch elektromagnetische Felder die magnetisierbaren von den nichtmagnetisierbaren Stoffanteilen getrennt werden und der Stoffstrom in ein Wertstoff-Konzentrat einerseits und ein sog. Tailing andererseits überfuhrt wird, mit folgenden Maßnahmen: - die Beeinflussung der Trennrate von Konzentrat/Tailmg erfolgt allein durch eine Beeinflussung des Massenflusses des StoffStromes, - zum Erreichen einer vorgegebenen Trennrate von Konzen- trat/Tailing wird der Massenfluss des Stoffstromes durch mechanische Einstellung eines Durchflussspaltes vorgegeben und/oder verändert. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Konzentrat/Tailmg unabhängig von der Steuerung der Massenflussrate des Stoffstromes der Suspension erfolgt . 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtprozess der Trennung von Konzentrat/Tailmg unabhängig vom Verhältnis der Volumenstrome selbsttätig ablauft. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Bestandteile der Suspension nichtmagneti- sierbare Partikel als Wertstoff und magnetisierbare Partikel als Hilfsstoff enthalt, die in gebundener Form der magnetischen Separation unterzogen werden. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nichtmagnetisierbare Wertstoff Kupfer ist und dass als magnetisierbarer Hilfsstoff Magnetit verwendet wird. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wertstoffström eine Wertstoff-Konzentration von größer 50% hat. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoff-Konzentration bei > 75% liegt. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffströme mehreren magnetischen Separationen unterzogen wird. 9. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wertstoff-Strom der wenigstens einen wei- teren magnetischen Separation dem Ausgangsstrom zugegeben wird. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tailing-Strom der wenigstens einen magnetischen Separati- on einer weiteren magnetischen Separation unterzogen wird. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 10, mit einem längssymmetrischen magnetischen Separator, der zur Trennung der Stoffstrό- me wenigstens einen in der Spaltbreite veränderbaren Trennspalt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Trennspaltes (15, 25) eine zumindest teilweise rohrförmig ausgebildete Trennblende (11, 21) vorhanden ist, wobei die wenigstens eine Trennblende (11, 21) in Umfangsrichtung des längssymmetrischen Separators (1, 2) verstellbar ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennblende (11) segmentiert ist, wobei sich jeweils zwei Segmente (H', H'', H''') paarweise zumindest zum Teil überlappen (Fig. 2) . 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennblende (21) axial verschiebbar ist. 14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (1, 2) zylindersymmetrisch ist und einen kreisförmigen Querschnitt hat. 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Segmente (11) mittels kulissenartiger kreissektorformiger Fuhrungen (12), die azentπsche Steuerkurven bilden, bewegt werden. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewegung der azentπschen Steuerkurven (12) immer eine annähernd geschlossene Außenkontur erzielt wird. 17. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im zylindersymmetrischen Separator der Raum zwischen der Außenkontur und der Separatorinnenwand einen in der Breite veränderbaren Trennspalt (25) bildet, der als keilförmige Blende (21) zur Veränderung des Konzentratstromes unabhängig von anderen Verfahrensparametern einsetzbar ist (Fig. 3) . 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im zylindersymmetrischen Separator die keilförmige Trennblende (21) verschiebbar angeordnet ist, so dass sich je nach Stellung der Blende (21) ein größerer oder kleinerer Trennspalt (25) zur Abtrennung des Konzentrates bildet. 19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmige Trennblende (21) in Stromungsrichtung oder gegen die Stromungsrichtung verschiebbar angeordnet ist. 20. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräge der keilförmigen Trennblende (21) der Innenwand des zylindersymmetrischen Separators zugewandt ist. |
Verfahren zur Abtrennung von magnetisierbaren Partikeln aus einer Suspension und zugehörige Vorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Daneben bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Ausfuhrung dieses Verfahrens .
Im Erzbergbau werden Gesteine mit Erzanteilen im Prozentbereich gefordert, woraus ein Wertstoffkonzentrat gewonnen werden muss. Dies erfolgt bisher in der Praxis rein mechanisch durch sog. Floating-Aggregate. Vorgeschlagen wird auch eine magnetische Separation. Bei der magnetischen Separation im
Rahmen der Erzgewinnung besteht die Forderung, durch magnetische Felder magnetisierbare Partikel und gegebenenfalls Ag- glomerate magnetisierbarer Partikel mit mineralischen Partikeln, insbesondere Werterzpartikeln, von anderen minerali- sehen Teilchen, welche in derselben Suspension (Pulpe) enthalten sind, zu trennen. Insbesondere wird gefordert, dies in einem kontinuierlichen Prozess zu tun, um die gewünschten hohen Massenflusse von typischerweise 1000 m 3 /h und mehr zu be ¬ wältigen.
Es wurden bereits Magnetanordnungen vorbeschrieben, welche erlauben, in Wandnahe des Magnetsystems eines röhr- oder spaltformigen Trennreaktors, der allgemein als Separator bezeichnet wird, einen aufkonzentrierten Pulpestrom, dem soge- nannten Konzentrat, zu erhalten, bei dem die magnetisierbaren Partikeln in hoher Konzentration vorliegen. Im verbleibenden Rohr- oder Spaltvolumen fließt der abgereicherte Massenstrom (Tailing) , der entsprechend der Aufgabenstellung vom Wertstoffström getrennt werden muss. Da sowohl Massenflussrate als auch Partikelkonzentrationen starken Schwankungen unterworfen sein können, muss die Trennung von Konzentrat und Tai- lmg entsprechend große Schwankungen der Teilmassenstrome ausgleichen können. Bisher existieren in der Praxis keine kontinuierlich arbei ¬ tenden Erztrennverfahren, bei denen eine entsprechende Abtrennung von Konzentrat und Tailing vorgenommen wird. Es wird vorgeschlagen, die Abtrennung durch seitliche Absaugung des Konzentrats über einen entsprechenden Rohrstutzen vorzunehmen, wobei eine Beeinflussung der Trennrate nur über eine Beeinflussung der Durchflussrate z. B. über zusätzliche Pumpen oder Drosselung des Volumenstroms erfolgen kann. Weiterhin wird vorgeschlagen, in einer zylindersymmetrischen Anordnung die Trennung der Stoffstrome Konzentrat und Tailing über eine rohrformige Trennblende vorzunehmen. Dabei kann die Trennblende jedoch i.A. nicht im Durchmesser geändert werden, so dass das Verhältnis der Durchflussraten Konzentrat-Tailing ebenfalls nur über eine Steuerung der Massenflussrate erfol ¬ gen kann. Gefordert wird daher eine Trennblendenkonstruktion anzugeben, mit der auf einfache und zuverlässige Art und Weise das Verhältnis der Volumenstrome m Abhängigkeit von entsprechenden Regelgroßen gesteuert werden, so dass der Gesamt- prozess stets optimal ablauft.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren vorzuschlagen und geeignete Vorrichtungen zum Separieren von Stoffströmen, die magnetisierbare Partikel enthalten, zu schaffen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemaß durch die Maßnahmen des Pa ¬ tentanspruches 1 gelost. Eine zugehörige Vorrichtung zur Durchfuhrung des erfmdungsgemaßen Verfahrens ist im Patent- anspruch 11 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspruche . Daraus ist insbesondere auch die spezifische Betriebsweise der Vorrichtung entnehmbar.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, insbesondere in einer röhr- oder rohrspaltformigen Anordnung eine Trennblende einzusetzen, welche in Umfangsπchtung segmentiert ist und die sich jeweils paarweise zum Teil überlappen, wobei die einzelnen Segmente auf kreisförmigen, azentπschen Steuerkur- ven bewegt werden, derart, dass immer eine annähernd geschlossene Außenkontur erzielt wird. Der Raum zwischen dieser Außenkontur und der Separatorinnenwand bildet dabei einen in der Breite veränderbaren Trennspalt, mit dessen Hilfe der Konzentratstrom unabhängig von anderen Verfahrensparametern verändert werden kann.
Alternativ kann in einem entsprechenden Separator eine keilförmige Trennblende in bzw. gegen die Stromungsrichtung ver- schiebbar angeordnet sein, so dass sich je nach Stellung der Blende ein größerer oder kleinerer Trennspalt zur Abtrennung des Konzentrats bildet. Die Schräge des Trennkeils ist dabei der Innenwand des Separators zugewandt, so dass der dazwischen liegende Spalt am Ende des Separators durch diese axia- Ie Verschiebung vergrößern oder aber auch verkleinern lasst. Dies kann in allen denkbaren Stromungsquerschnitten realisiert werden, sowohl in rechteckformigen Spalten als auch in rotationssymmetrischen Anordnungen oder auch m Rohren mit anderem als kreisförmigem Querschnitt.
Mit der Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:
- Durch die ringförmigen, ineinandergeschachtelten Rohrsegmente, die z. B. Kreissegment-Steuerkurven sein können, ergibt sich eine durchgangige Kante,
- die Steuerkurven werden über eine gemeinsame Kurvenscheibe angesteuert, so dass sich eine annähernd geschlossene Außenkontur ergibt,
- der Außenradius entspricht dem Innenradius des Separa ¬ torspalts,
- die Kanten der Segmente können mit Hartmetall, harter Keramik, oder anderem Verschleißschutz versehen sein gegen Abtrag durch den mineralischen Feststoffanteil der Pulpe, was auch bei axial verschobener emstuckiger Trennblende möglich ist,
- Alternativ kann eine zur magnetseitigen Flache des Trennspaltes hm konisch geformte Trennblende axial verschoben werden, um so auf besonders einfache Weise den Trennspalt zu vergrößern oder zu verkleinern. - Eine Einstellung der Separatorspaltbreite ist über elektro- mechanische Ansteuerelemente möglich, welche von einer elektronischen Steuerung gesteuert werden. Die elektronische Steuerung erhalt als Regelgroße ein Signal, welches aus der in den Teilstromen oder dem Ausgangsmassenstrom enthaltenen Magnetitmenge über deren auf das Volumen bezogenen Magnetisierbarkeit gewonnen werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausfuhrungsbei- spielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Patentansprüchen .
Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung
Figur 1 einen magnetischen Separator,
Figur 2 den Querschnitt eines magnetischen Separators mit azimutal verstellbaren Blenden und
Figur 3 einen Längsschnitt durch einen Separator gemäß Figur
1 mit einer axial verstellbaren Blendenvorrichtung.
In Figur 1 ist mit 1 ein Separator bezeichnet, der symmetrisch zu einer Langsachse I ausgebildet ist. Der Separator hat vorzugsweise einen runden Querschnitt. Er kann aber auch einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt haben. Am Separator 1 befindet sich eine Magnetvorrichtung, die in der Praxis durch eine Spule als Elektromagnet zur elektrisch ak ¬ tivierbaren Magnetisierung ausgebildet ist. Auch andere me ¬ chanische Magnetvorrichtungen sind möglich.
In den Separator wird mittels einer Pumpe oder dergleichen ein Stoffstrom S geleitet, der aus einem Erz mit magnetisier- baren Teilchen und anderen Stoffen besteht. Der Stoffström soll in ein Wertstoffkonzentrat und eine Restgangart getrennt werden.
Die Trennung eines Stoffstromes in ein Wertstoffkonzentrat und eine Restgangart erfolgt m der Praxis bisher überwiegend nach dem so genannten Floating-Prinzip, bei dem mittels strömender Flüssigkeiten die unterschiedlichen Stoffe getrennt werden. Sofern eine magnetische Trennung erfolgen soll, muss dafür gesorgt werden, dass die metallischen Teilchen des Roh- erzes nach dem Mahlen zu Teilchen unter 1 μm magnetisierbar gemacht werden. Dies kann im Falle von Kupfererzen, bei denen der metallische Teil insbesondere als Kupfersulfid gebunden ist, dadurch erfolgen, dass an die Kupfersulfidteilchen mag- netisierbare Eisenerzbestandteile, insbesondere in Form von Magnetit (Fe2Ü3) angelagert werden. Hierzu wird im Einzelnen auf die diesbezüglichen Patentanmeldungen der Anmeldeπn verwiesen .
In Figur 2 ist mit 10 die Rohrwand des Separators 1 aus Figur 1 bezeichnet. Der Schnitt erfolgt im unteren Bereich des Se ¬ parators 1. Es ist ersichtlich, dass eine Trennblende 11 vorhanden ist, die aus drei sich umfangsmaßig überlappenden Teilblenden 11', 11", 11'" besteht. Die Teilblenden 11', 11' ',H"' sind jeweils um eine Fuhrungsachse 12', 12", 12'" verschwenkbar, welche wiederum jeweils m einer Kulisse 12 als azentπsche Fuhrungskurve gefuhrt sind. Zwischen den Teil-Trennblenden 11', 11", 11"' wird jeweils ein Spalt 15 gebildet. Die Spaltbreite des Spaltes 15 lasst sich von außen verandern und insbesondere über eine elektrische Steuerung an die jeweiligen Anforderungen anpassen.
Es kann somit durch die aktuelle Breite des Spaltes 15 der Anteil des als Wertstoffkonzentrat ausgetragenen Stoffstromes beeinflusst werden. Im mittleren Teil wird die Restgangart ausgetragen, die als so genannter Tailing bezeichnet wird.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades kann bei einem zylinder ¬ symmetrischen Aufbau des Separators gemäß Figur 2 ein Ver- drangungskorper vorhanden sein, der in Figur 2 nicht im Em- zelnen gezeigt ist. Damit wird die Trennung des StoffStromes in den Wertstoff und das Tailing verbessert. In Figur 3 ist eine Rohrwand des Separators 1/2 aus Figur 1 mit 20 bezeichnet. Es ist hier der Längsschnitt im unteren Bereich gezeigt. Dabei ist bei dieser Ausfuhrungsform eine Blendenvorrichtung 21 axial verschiebbar angeordnet, wobei sich zwischen Blende 21 und Rohrinnenwandung 20 des Separators 2 ein Spalt 25 ergibt. Die Blendeneinrichtung ist dabei so ausgebildet, dass mit der axialen Verschiebung eine Änderung des Umfangsspaltes 25 erfolgt. Damit wird wieder der Anteil des Stoffstromes am Umfang ausgeleitet und ein variabler Wertstrom geschaffen.
In Figur 3 ist auf der Oberflache der Trennblende 21 ein Verschleißschutz 22 angeordnet. Weiterhin ist hier eine Spule 35 als Teil der Magnetvorrichtung 5 aus Figur 1 ersichtlich, mit der für den bestimmungsgemaßen Zweck geeignete Magnetfelder erzeugt werden können.
Es lasst sich zeigen, dass bei entsprechender Aufbereitung des Stoffstromes durch die magnetische Aktivierung sich die magnetisierbaren Teilchen am Umfang des zylindersymmetrischen Separators anreichern. Damit wird durch die magnetische Aktivierung eine effiziente Trennung möglich. Es können Trennraten bis zu 85 % erreicht werden. Sofern der Tailmg eine weitere magnetische Sepaπerungsvor- πchtung durchlauft, kann eine weitere Anreicherung erfolgen. Möglich ist auch eine kaskadenartige Anordnung von magneti ¬ schen Separatoren gemäß Figur 2 oder Figur 3.
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