VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN FERROMAGNETISCHER PARTIKEL AUS EINER SUSPENSION

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension, mit einem von der Suspension durchströmbaren Reaktor mit wenigstens einem an der Außenseite des Reaktors angeordneten Magneten zur Ausbildung eines die ferromagnetischen Partikel ablenkenden Magnetfelds.

[0002] Um ferromagnetische Bestandteile, die in Erzen erhalten sind, zu gewinnen, wird das Erz zu Pulver gemahlen und das erhaltene Pulver mit Wasser gemischt. Diese Suspension wird einem Magnetfeld ausgesetzt, das durch einen oder mehrere Magnete erzeugt wird, sodass die ferromagnetischen Partikel angezogen werden, wodurch diese aus der Suspension abgeschieden werden können.

[0003] Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der EP 1 913 991 A1 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung ist zum Reinigen einer elektrisch leitenden Flüssigkeit ausgebildet. Dazu wird ein Reaktor mit der elektrisch leitenden Flüssigkeit gefüllt, durch ein Magnetfeld wird eine axiale, nach unten gerichtete Kraft erzeugt, so dass die elektrisch leitende Flüssigkeit innerhalb des Reaktors zirkuliert.

[0004] Aus der DE 27 11 16 A ist eine Vorrichtung zum Trennen ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension bekannt, bei der eine aus Eisenstäben bestehende Trommel verwendet wird. Die Eisenstäbe werden während der Drehung der Trommel abwechselnd magnetisiert, sodass ferromagnetische Partikel an den Eisenstäben anhaften, wohingegen andere Bestandteile der Suspension zwischen den Eisenstäben herunterfallen.

[0005] In der DE 26 51 137 A1 wird eine Vorrichtung zur Trennung magnetischer Partikel von einem Erzmaterial beschrieben, bei der die Suspension durch ein Rohr geleitet wird, das von einer Magnetspule umgeben ist. Die ferromagnetischen Partikel sammeln sich am Rand des Rohrs an, andere Partikel werden durch ein mittleres Rohr, das sich im Inneren des Rohrs befindet, abgeschieden.

[0006] Ein magnetischer Separator wird in der US 4,921,597 B beschrieben. Der magnetische Separator besitzt eine Trommel, auf der eine Mehrzahl von Magneten angeordnet ist. Die Trommel wird entgegengesetzt zur Fließrichtung der Suspension gedreht, sodass ferromagnetische Partikel an der Trommel anhaften und von der Suspension getrennt werden.

[0007] Ein Verfahren zur kontinuierlichen magnetischen Separation von Suspensionen ist aus der WO 02/07889 A2 bekannt. Dort wird eine drehbare Trommel verwendet, in der ein Permanentmagnet befestigt ist, um ferromagnetische Partikel aus der Suspension abzuscheiden.

[0008] Bei bekannten Vorrichtungen wird zur Trennung der ferromagnetischen Partikel von der Suspension ein rohrförmiger Reaktor verwendet, durch den die Suspension strömt. An der Außenwand des Reaktors sind ein oder mehrere Magnete angeordnet, die die enthaltenen ferromagnetischen Partikel anziehen. Unter dem Einfluss des durch die Magneten erzeugten Magnetfelds wandern die ferromagnetischen Partikel an die Reaktorwand und werden von dem an der Außenseite des Reaktors angeordneten Magneten gehalten. Dies ermöglicht zwar eine wirksame Separation, das Abscheideverfahren kann jedoch nur diskontinuierlich durchgeführt werden, da nach der Anlagerung einer bestimmten Menge der ferromagnetischen Partikel der Reaktor geöffnet und die ferromagnetischen Partikel entnommen werden müssen. Erst anschließend kann eine neue Suspension zugeführt oder die bereits einmal benutzte Suspension erneut dem Abscheideverfahren unterworfen werden.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension anzugeben, bei der das Abscheideverfahren kontinuierlich und effizient durchgeführt werden kann.

[0010] Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der wenigstens eine Magnet ein die ferromagnetischen Partikel radial ablenkendes Magnetfeld ausbildet, dass der Reaktor einen Innenraum und einen diesen umgebenden Außenraum aufweist, wobei Innenraum und Außenraum durch einen rohrförmigen Einsatz voneinander getrennt sind und der Einsatz wenigstens eine radiale Öffnung in der Nähe des wenigstens einen Magneten aufweist zur Aufnahme der radial abgelenkten ferromagnetischen Partikel.

[0011] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie kontinuierlich betrieben werden kann. Die Suspension strömt durch den Innenraum, in der Suspension enthaltene ferromagnetische Partikel geraten in den Einfluss des durch den wenigstens einen Magneten erzeugten Magnetfelds und werden von diesem angezogen. Die ferromagnetischen Partikel gelangen durch die wenigstens eine Öffnung in den Innenraum und lagern sich in dem Außenraum, vorzugsweise an der Innenwandung des Reaktors, an. Die auf diese Weise von der durch den Innenraum strömenden Suspension separierten ferromagnetischen Partikel können anschließend vergleichsweise einfach abgeschieden werden.

[0012] Es wird besonders bevorzugt, dass der Innenraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen kreisförmigen Querschnitt und der Außenraum einen ringförmigen Querschnitt aufweist. Dementsprechend kann der Einsatz rohrförmig ausgebildet sein, der Außenraum wird durch ein Mantelrohr begrenzt.

[0013] Um die Effizienz der Abscheidung zu erhöhen, kann der Einsatz eine Mehrzahl von in Strömungsrichtung voneinander beabstandeten Öffnungen aufweisen. Wenn die Suspension durch den Innenraum strömt, werden nach und nach ferromagnetische Partikel von der Suspension abgeschieden, sodass sich die Konzentration der ferromagnetischen Partikel in dem Außenraum fortlaufend erhöht.

[0014] Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Einsatz eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Öffnungen und eine Mehrzahl von Magneten aufweist. Jeder Öffnung in dem Einsatz kann dabei ein Magnet zugeordnet sein, sodass sich die ferromagnetischen Partikel radial von dem Innenraum in den Außenraum bewegen.

[0015] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Magnet als Elektromagnet ausgebildet ist, der vorzugsweise ein- und ausschaltbar ist. Wenn ein Elektromagnet bzw. eine Mehrzahl von Elektromagneten vorgesehen ist, können diese gesteuert ein- und ausgeschaltet werden. Bei ausgeschaltetem Elektromagnet bricht das Magnetfeld zusammen, sodass die an der Innenwandung des Außenraums anhaftenden ferromagnetischen Partikel von der Strömung mitgerissen werden. In diesem Zustand kann die Suspension, die sich im Außenraum befindet, abgetrennt werden, wodurch die gewünschte Separation der ferromagnetischen Partikel von der Suspension erreicht wird. Anschließend können die Elektromagnete wieder eingeschaltet werden, sodass die ferromagnetischen Partikel wieder von dem Innenraum in den Außenraum strömen und dort an der Innenwandung des Reaktors anhaften. Eine Steuerung der Bewegung der ferromagnetischen Partikel kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch dadurch erfolgen, dass die Stärke des durch den wenigstens einen Elektromagneten erzeugten Magnetfelds steuerbar ist.

[0016] Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass die Durchmesser von Innenraum und Außenraum und die Strömungsgeschwindigkeit der Suspension so gewählt sind, dass nahezu keine Querströmung zwischen Innenraum und Außenraum auftritt. Dazu ist es erforderlich, dass zwischen Innenraum und Außenraum kein bzw. nur ein geringer Druckverlust auftritt, wodurch eine unerwünschte Querströmung vermieden wird, sodass lediglich die ferromagnetischen Partikel unter dem Einfluss des Magnetfelds vom Außenraum in den Innenraum strömen.

[0017] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass eine Steuerung zum Ein- oder Ausschalten der Strömung in dem Außenraum und/oder dem Innenraum vorgesehen ist. Zum Separieren der in dem Außenraum angesammelten ferromagnetischen Partikel kann die Strömung in dem Außenraum eingeschaltet werden, während sie im Innenraum ausgeschaltet ist. Umgekehrt kann auch lediglich die Strömung im Innenraum eingeschaltet sein, sodass ferromagnetische Partikel unter dem Einfluss des Magnetfelds in den Außenraum wandern, in dem keine Strömung herrscht. Es ist auch möglich, dass die Strömung im Außenraum intervallweise oder intermittierend eingeschaltet wird.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figur erläutert.

[0018] Die Figur ist eine schematische Darstellung und zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension.

[0019] Die Vorrichtung 1 umfasst einen Reaktor 2, an dessen Außenseite Magnete 3, 4 angeordnet sind. Es handelt sich dabei um Elektromagnete, die mittels einer Steuerung 5 ein- und ausgeschaltet werden können.

[0020] Der Reaktor 2 umfasst einen Einsatz 6, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel rohrförmig ausgebildet ist. Der Reaktor 2 ist ebenfalls rohrförmig bzw. zylinderförmig ausgebildet. Der Einsatz 6 in dem Reaktor 2 trennt einen Innenraum 7 im Inneren des Einsatzes 6 von einem Außenraum 8, der einen ringförmigen Querschnitt aufweist und von der Außenwand des Reaktors 2 begrenzt wird.

[0021] Der Einsatz 6 weist mehrere zueinander beabstandete Öffnungen 9, 10 auf, durch die der Innenraum 7 mit dem Außenraum 8 verbunden ist. Die Öffnung 9 befindet sich in der Nähe des Magneten 3, die Öffnung 10 befindet sich in der Nähe des Magneten 4. Bei anderen Ausführungen können weitere Öffnungen vorhanden sein, die entweder über den Umfang des Einsatzes 6 verteilt und/oder in Längsrichtung des Einsatzes 6, also in Strömungsrichtung, verteilt angeordnet sind. Jeder dieser weiteren Öffnungen kann ein Magnet zugeordnet sein.

[0022] Die in der Figur gezeigte Vorrichtung ermöglicht das Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension. Der Innenraum 7 des Reaktors 2 wird über eine nicht dargestellte Leitung mit der Suspension 11 befüllt und kontinuierlich von der Suspension 11 durchströmt. Wenn die Magnete 3, 4 durch die Steuerung 5 eingeschaltet werden, werden in der Suspension 11 enthaltene ferromagnetische Partikel unter dem Einfluss des durch die Magnete 3, 4 erzeugten Magnetfelds aus der Strömung radial abgelenkt. Die ferromagnetischen Partikel passieren die Öffnungen 9, 10 und gelangen in den Außenraum 8 des Reaktors 2, wo sie sich an der Innenwandung ansammeln, wie in der Figur gezeigt ist. Der Außenraum 8 kann ebenfalls von der Suspension 11 durchströmt werden, es ist jedoch auch denkbar, die Suspension 11 lediglich durch den Innenraum 7 strömen zu lassen, sodass sich in dem Außenraum 8 nach und nach die ferromagnetischen Partikel ansammeln. Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Innenraum 7 wird dabei so auf die geometrischen Parameter des Reaktors und insbesondere auf die Größe und Anzahl der Öffnungen 9, 10 abgestimmt, dass praktisch kein Druckverlust zwischen dem Innenraum 7 und dem Außenraum 8 auftritt, sodass keine Querströmung über die Öffnungen 9, 10 entsteht und lediglich die ferromagnetischen Partikel unter dem Einfluss des Magnetfelds aus dem Innenraum 7 in den Außenraum 8 wandern.

[0023] Beim Abschalten der Magnete 3, 4 mittels der Steuerung 5 oder manuell lösen sich die an der Innenwandung des Reaktors 2 anhaftenden magnetischen Partikel und können durch die Strömung mitgenommen und abgeschieden werden. Die Trennung der abgeschiedenen ferromagnetischen Partikel von der restlichen Suspension kann anschließend leicht durch ein Sieb oder dergleichen erfolgen.

[0024] Die Steuerung 5 kann auch eingesetzt werden, um die Stärke des durch die Magnete 3, 4 erzeugten Magnetfelds zu steuern. Das magnetische Feld kann so gesteuert werden, dass es in Intervallen oder intermittierend ein- und ausgeschaltet wird, sodass die an der Innenwand des Reaktors 2 anhaftenden ferromagnetischen Partikel nach einer bestimmten Zeit automatisch abgeschieden werden. Die Steuerung ist auch in der Lage, die Strömung durch den Innenraum 7 (Primärströmung) bzw. die Strömung in dem Außenraum 8 (Sekundärströmung) ein- oder auszuschalten, sodass beispielsweise der Außenraum 8 gezielt gespült werden kann.

[0025] Mit der in der Figur gezeigten Vorrichtung ist ein kontinuierlicher Betrieb und eine kontinuierliche Abscheidung der ferromagnetischen Partikel möglich, ohne dass die Primärströmung unterbrochen werden muss.

Ansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension, mit einem von der Suspension durchströmbaren Reaktor (2) mit wenigstens einem an der Außenseite des Reaktors (2) angeordneten Magneten (3, 4) zur Ausbildung eines die ferromagnetischen Partikel ablenkenden Magnetfelds, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet (3, 4) ein die ferromagnetischen Partikel radial ablenkendes Magnetfeld ausbildet, dass der Reaktor (2) einen Innenraum (7) und einen diesen umgebenden Außenraum (8) aufweist, wobei Innenraum (7) und Außenraum (8) durch einen rohrförmigen Einsatz (6) voneinander getrennt sind und der Einsatz (6) wenigstens eine radiale Öffnung (9, 10) in der Nähe des wenigstens einen Magneten (3, 4) aufweist zur Aufnahme der radial abgelenkten ferromagnetischen Partikel.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (7) einen kreisförmigen Querschnitt und der Außenraum (8) einen ringförmigen Querschnitt aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (6) eine Mehrzahl von in Strömungsrichtung voneinander beabstandeten Öffnungen (9, 10) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Öffnungen aufweist, denen jeweils wenigstens ein Magnet zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnet (3, 4) als Elektromagnet ausgebildet ist, der vorzugsweise ein- und ausschaltbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des durch den Elektromagneten (3, 4) erzeugten Magnetfelds steuerbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser von Innenraum (7) und Außenraum (8) und die Strömungsgeschwindigkeit der Suspension (11) so gewählt sind, dass nahezu keine Querströmung zwischen Innenraum (7) und Außenraum (8) auftritt.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuerung (5) zum Ein- oder Ausschalten der Strömung in dem Außenraum (8) und/oder dem Innenraum (7) umfasst.

Claims

1. Device (1) for separating ferromagnetic particles from a suspension, having a reactor (2) through which the suspension can flow, with at least one magnet (3, 4) arranged on the outside of the reactor (2) for the formation of a magnetic field which deflects the ferromagnetic particles, characterized in that the at least one magnet (3, 4) forms a magnetic field which radially deflects the ferromagnetic particles, the reactor (2) has an inner space (7) and an outer space (8) surrounding the inner space, the inner space (7) and the outer space (8) being separated from one another by a tubular insert (6), and the insert (6) having at least one radial opening (9, 10) in the vicinity of the at least one magnet (3, 4) for receiving the radially deflected ferromagnetic particles.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the inner space (7) has a circular cross section and the outer space (8) has an annular cross section.

3. Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the insert (6) has a multiplicity of openings (9, 10) which are separated from one another in the flow direction.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the insert has a multiplicity of openings which are separated from one another in the circumferential direction and to which the at least one magnet is respectively assigned.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one magnet (3, 4) is formed as an electromagnet, which can preferably be switched on and off.

6. Device according to Claim 5, characterized in that the strength of the magnetic field generated by the electromagnet (3, 4) is controllable.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the diameters of the inner space (7) and outer space (8) and the flow rate of the suspension (11) are selected so that virtually no transverse flow takes place between the inner space (7) and the outer space (8).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a controller (5) for switching the flow on or off in the outer space (8) and/or the inner space (7).

Revendications

1. Dispositif (1) de dépôt de particules ferromagnétiques dans une suspension, comprenant un réacteur (2) dans lequel la suspension peut passer et qui a au moins un aimant (3, 4) monté du côté extérieur du réacteur (2) pour la formation d'un champ magnétique déviant les particules ferromagnétiques, caractérisé en ce que le au moins un aimant (3, 4) forme un champ magnétique déviant radialement les particules ferromagnétiques, en ce que le réacteur (2) a un espace (7) intérieur et un espace (8) extérieur entourant celui-ci, l'espace (7) intérieur et l'espace (8) extérieur étant séparés l'un de l'autre par un insert (6) tubulaire et l'insert (6) ayant au moins une ouverture (9, 10) radiale à proximité du au moins un aimant (3, 4) pour la réception des particules ferromagnétiques déviées radialement.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace (7) intérieur a une section transversale circulaire et l'espace (8) extérieur a une section transversale annulaire.

3. Dispositif suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'insert (6) a une multiplicité d'ouvertures (9, 10) à distance les unes des autres dans la direction du courant.

4. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'insert a une multiplicité d'ouvertures à distance les unes des autres dans la zone périphérique, ouvertures auxquelles est associé respectivement au moins un aimant.

5. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un aimant (3, 4) est constitué sous la forme d'un électroaimant qui peut de préférence être mis en circuit et mis hors circuit.

6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'intensité du champ magnétique produit par les électroaimants (3, 4) peut être réglée.

7. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre de l'espace (7) intérieur de l'espace (8) extérieur et la vitesse du courant de la suspension (11) sont choisis de manière à ce qu'il ne se produise pratiquement pas de courant transversal entre l'espace (7) intérieur et l'espace (8) extérieur.

8. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une commande (5) pour faire entrer ou interrompre le courant dans l'espace (8) extérieur et/ou dans l'espace (7) intérieur.

Zeichnung