用于将铁磁颗粒从悬浮液中分离出的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于将铁磁颗粒从悬浮液（4）中分离出的装置，具有能被悬浮液（4）穿流的管状反应器（6），其具有在穿流方向（8）的第一区域（10）和第二区域（12）和用于产生沿着反应器内壁（16）的磁场的装置（14），其中管状反应器（8）在第二区域（12）具有残渣排出管（18）和围绕该残渣排出管的浓缩分离管道（20）。本发明的特征在于，管状反应器（6）的横截面（22）在第二区域（12）内大于在第一区域（10）内的横截面（21）。
【专利说明】用于将铁磁颗粒从悬浮液中分离出的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分用于将铁磁颗粒从悬浮液中分离出的装置。
【背景技术】
[0002]大量技术方面的任务在于，必须将铁磁颗粒从悬浮液中分离出。该任务出现在其中的一个重要领域在于，将铁磁的可回收原料颗粒从带有碾碎了的矿石的悬浮液中的分离出。在这里不仅只涉及到应从矿石中分离出来的铁颗粒，而且也涉及其他可回收原料，如含铜颗粒，其是非铁磁性的，可与铁磁颗粒、如磁铁矿室石化学地相结合，并且这样有选择性地从带有全部矿石的悬浮液中被分离出来。在这里，矿石是指岩石原料，它包含有可回收原料颗粒、特别是金属化合物，该金属化合物在进一步的还原过程中被还原成金属。
[0003]磁分离方法或磁隔离方法的作用在于，有选择地从悬浮液中提取出铁磁颗粒并将其分离。在这里，磁分离装置的结构有效地构成，其具有管状反应器，在线圈上这样被布置，即在反应器内壁上产生磁场，在该磁场上收集铁磁颗粒，并且在那里以一种合适的方式和方法将其运走。
[0004]这种磁分离方法本身已经是有利的，对磁性颗粒的分离质量(浓缩物质量)还是有优化需要的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，这样来改进磁分离装置，使铁磁颗粒的分离质量得到改进。
[0006]该目的通过一种带有权利要求1所述特征的用于将铁磁颗粒从悬浮液中分离出的装置来实现。
[0007]根据本发明的装置的特征在于，该装置具有管状反应器，该反应器能被含有铁磁颗粒的悬浮液穿流。反应器具有在穿流方向看的第一区域和第二区域。此外，反应器具有用于产生磁场的装置、优选为电磁线圈，这些电磁线圈产生沿着反应器内壁的-优选的是沿着反应器内壁迁移的-磁场。管状反应器在第二区域具有残渣排出管和围绕该残渣排出管的浓缩分离管道。在这里，以这种方式设计反应器，即管状反应器的在第一区域内的横截面大于在第二区域内的横截面。
[0008]管状反应器在第二区域内相对于其在第一区域内的横截面扩展，并且同时在居中布置在管状反应器内的残渣排出管内分裂开，并在围绕该残渣排出管的浓缩分离管道内分裂开。铁磁颗粒通过磁力保持附着在反应器内壁上，并沿着反应器内壁运动，铁磁颗粒在第二区域内通过反应器的扩展部而转向外面，在这种情况下，悬浮液的不包含或只包含少量铁磁颗粒的剩余部分，也被称为矿石或是在英语里称为Tailing (尾矿)，流到在反应器的中间的残渣排出管内。
[0009]通过这种方式，基于重力矿石的大部分到达残渣排出管内、而不是浓缩分离管道内，浓缩分离管道在第二区域内在一定程度上向外引导。这导致，浓缩物质量、即包含在浓缩物内的磁性颗粒收益远大于根据现有技术水平使用的装置中的收益。
[0010]磁性颗粒特别是理解为铁磁颗粒，以下也称为铁磁颗粒。其中也特别涉及开始时所提到的复合颗粒，所述复合颗粒是由铁磁颗粒和非磁性可回收原料之间的化学结合组成。
[0011]管状反应器通常具有环形横截面。该环形横截面特别有效地提供均匀的磁场，并低成本地生产反应器管。对于管状反应器，替代横截面这一概念，可以使用与之直接相应的概念反应器直径。如果反应器的横截面形状应该不同于环形，那么接下来在具体描述中所使用的概念直径视为等同于概念反应器横截面。
[0012]在本发明的一个有利的设计方式中，残渣排出管的在第二区域内的横截面至少刚好等于或大于反应器的在第一区域内的直径或是横截面。这意味着，浓缩分离管道内的浓缩物一直向外运输，使矿石在第二区域内可不受阻碍地继续流动，并且如在反应器的第一区域内总共地，对此至少一个相同的横截面供其使用。这种可能性，即由重力吸附的矿石在浓缩分离管道内走失，通过这样的结构明显低于在现有技术水平下所发生的情况。
[0013]在本发明的另一个优选的设计方式中，设置在穿流方向看的第三区域，反应器在该区域内再次扩展，并在另一个浓缩分离管道内分出被其围绕的通道排出管。这里相同的前提是，反应器的在第三区域内的直径或是横截面大于在第二区域内的横截面。这里再次力求达到的是，残渣排出管的在第三区域内的直径至少与反应器的在第二区域内的直径相同大小。在几何方面看是反应器内的第二级的第三区域的作用和反应器的第二区域内的扩展部的作用相同，浓缩物排出管道内的浓缩物再次向外排出，而仍被第一级留下的矿石可受重力限制地在宽残渣排出管内排出。
[0014]在特殊情况下有利的是，可进一步增加级的数量。
[0015]在另一个有利的设计方式中，设置有冲洗装置，通过其能将冲洗流体冲洗到浓缩分离管道中。冲洗流体使得仍存在于浓缩物中的矿石被进一步冲洗，或其无意地找到浓缩分离管道内的路。
[0016]有效的是，浓缩分离管道参照穿流方向在冲洗流体进入之后变细。这导致，通过冲洗流体的进入在变细的上方产生过压，矿石连同冲洗流体反向于穿流方向地在浓缩分离管道内运动，并被引导回残渣排出管内。
[0017]带有所述作用方式的这种冲洗装置可以布置在第二和/或第三区域内。本发明的其他设计方式和其他特征在接下来的附图描述中给出。在这里只涉及示例性的设计方式，它们并不限制权利要求1的保护范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]在此示出:
[0019]图1是根据现有技术的磁分离装置的示意性横截面图示，
[0020]图2是带有在第二区域内扩展了的反应器横截面的磁分离装置的示意性横截面图示，
[0021]图3是根据图2的、带有附加的冲洗装置的磁分离装置，
[0022]图4是根据图2的、带有反应器横截面的第二扩展级的用于磁分离的装置，
[0023]图5是根据图4的、在第三区域带有冲洗装置的磁分离装置，以及[0024]图6是根据图5的、在第二区域带有附加的冲洗装置的磁分离装置。
【具体实施方式】
[0025]在图2中示意性地在横截面中示出了磁分离装置2，其具有管状的反应器6。用于产生磁场的装置围绕该管状的反应器6布置，这些装置以线圈14形式设计。线圈14旋转对称地围绕反应器6布置，通过线圈产生在内部、特别是紧贴在反应器内壁16上面的磁场，在此为了清楚起见为示出该磁场。流经反应器的悬浮液4内所包含的铁磁颗粒通过该磁场移动到反应器内壁16上，并安置在其上。特别是通过对不同线圈14的适当的控制，可以这种方式来设计磁场，使其沿着悬浮液4的穿流方向8迁移到反应器6的内壁16上。这种磁场也可称为行移场。
[0026]同样，在反应器6的内部还可布置管状的、优选的是圆筒状的排挤体5，悬浮液4通过其被更紧密地挤压到反应器16上，因此更多的铁磁颗粒被带到磁场的有效距离内。
[0027]紧贴在反应器内壁16上的铁磁颗粒通过行移场在穿流方向8沿着壁16被引导。
[0028]装置2的特征在于，反应器6具有第二区域12，反应器6在该第二区域内阶梯状地在其横截面内扩展。从这一点出发，在反应器6的一个有利的设计形式中，涉及具有环形横截面的圆筒状反应器，因此反应器6的在第一区域10内的直径21小于反应器6的在第二区域12内的直径22。此外，反应器6在第二区域12内分为残渣排出管18和围绕该残渣排出管的浓缩物排出管道20。浓缩物排出管道20在从第一区域10到第二区域12的过渡中斜向外地延伸，其中残渣排出管18具有的直径优选地和反应器6在第一区域内的直径21相同。
[0029]基本上通过由箭头38表示的重力导致了悬浮液4在垂直取向的反应器内的运动。在第一区域10和第二区域12之间的过渡中，由于管道横截面近似不变，不存在用于矿石的主要驱动力，该驱动力可 将矿石引导到浓缩分离管道20内。
[0030]基本上，反应器6不必垂直取向，它可也具有水平的方向部件，在这种情况下，悬浮液同样在压力下被挤压到反应器6内。
[0031]沿着反应器内壁16运动的铁磁颗粒随图2中的箭头36进入浓缩分离管道20内。分离质量，即到达浓缩分离管道20内的铁磁颗粒的浓度大于在现有技术中的如在图1中所示出的装置中的情况。因为图1与图2中所使用的标记一样，但并不属于本发明，因此其中的对应特征带有星号。在图1中可以看出，管状反应器6★在第二区域内具有如在第一区域内相同的直径，仅仅用于矿石的排出管18*与根据图2的装置相比变窄。因此以不利的方式有可能的是，矿石的较大部分通过矿石分离管道20*被引导。根据图1的浓缩物因此不会如在根据图2装置中的情况那样高度浓缩。同样，浓缩物必须在另一个分离装置2*中进行多次穿流，以达到如利用根据图2的装置2在单级内的情况一样的结果。
[0032]图3示出与图2中的磁分离装置类似的磁分离装置2，但是它具有附加的冲洗装置32。通过例如居中地布置在管状反应器6内部的冲洗流体管路40，冲洗流体34被引导到浓缩分离管道20内。在这种情况下有效的是，浓缩分离管道20在引入冲洗流体34的下方变细。这通过在图3中的变细部或收缩部44清楚示出。概念“下方”在此理解为，在穿流方向8上的变细部44布置在冲洗装置下方，这在其中通过重力来确定悬浮液4的运动实际情况中，也可在地形方面被称为下方。通过浓缩分离管道20的变细部44，在管道20内产生过压，它用于将非期望地到达管道20内的矿石沿着箭头42挤压回矿石分离管道20内。
[0033]图4中现在示出了具有两级的管状反应器6的、用于磁分离的装置。与图3中所示出的反应器6相比，图4中的反应器6’具有其横截面的、或其直径的进一步扩展，其-在穿流方向8上看-以另一个级的形式存在。在这里也可称为两级反应器6’。也有效的是，反应器使用两个以上的级。反应器6’具有第三个区域26，在该区域内，反应器6’再次分为浓缩分离管道20’和残渣排出管18’。反应器6’的第三区域26的横截面或环形横截面情况下的直径28因此大于第二区域12的直径24。同样以一种有效的方式,这样设计残洛排出管18’，使其具有与在第二区域12内的反应器6’的直径24、或横截面相同的或是更大的横截面或直径30。
[0034]反应器6’在第三区域26内的进一步扩展具有如对于第二区域12已经描述的那样的相同作用。剩余的矿石可不受重力或是挤压力阻碍地通过残渣排出管18漏出。
[0035]前面已经提到，由线圈14所产生的未明确示出的磁场涉及一种行移场，它特别跟随穿流方向8和磁颗粒的导出方向36的另一个走向。这里必需仔细设计磁线圈14，并且选择在第一区域10和第二区域12或第三区域26内的第二区域12之间的通道内的线圈的足够高的电流，以确保将浓缩物的可靠排出。
[0036]在图5和图6中分别示出一个二级的管状反应器6’，其中在图5中在第三区域26内设置有冲洗装置32’，而在图6中在第二区域12内和第三区域26内分别布置有一个冲洗装置32和32’。冲洗装置32，32’的冲洗水射束引起在反应器内壁16上向下传送的混合物的涡流，所述混合物由磁性材料和随之传送的非磁性材料、即矿石组成。当磁性材料在穿流方向8在冲洗流体出口 34的下方再次向反应器壁移动时，矿石由冲洗流体4沿着箭头42重新传送至残渣排出管18’或18内。
【权利要求】
1.一种用于将铁磁颗粒从悬浮液(4)中分离出的装置，具有能被所述悬浮液(4)穿流的管状的反应器(6)，所述反应器具有在穿流方向(8)上的第一区域(10)和第二区域(12)和用于产生沿着反应器内壁(16)的磁场的装置(14)，其中管状的所述反应器(8)在所述第二区域(12)内具有残渣排出管(18)和围绕所述残渣排出管的浓缩分离管道(20)，其特征在于，管状的所述反应器(6)的横截面(22)在所述第二区域(12)内大于在所述第一区域(10)内的横截面。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述残渣排出管(18)的横截面(24)至少刚好与所述反应器(6)的在所述第一区域(10)内的横截面(21) —样大。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述反应器(6)的在所述穿流方向(8)上的第三区域(26)内设置有残渣排出管(18’)和围绕所述残渣排出管的浓缩分离管道(20’)，其中所述反应器(6)的在所述第三区域(26)内的横截面(28)大于在所述第二区域(12)内的横截面。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述残渣排出管(18’)的在所述第三区域(26 )内的横截面(30 )至少刚好与所述反应器(6 )的在所述第二区域(12 )内的横截面(22 )一样大。
5.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，设置有冲洗装置(32)，所述冲洗装置将冲洗流体(34)冲洗到所述浓缩分离管道(20)中。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述浓缩分离管道(20)参照所述穿流方向(8 )在所述冲洗流体(34 )进入之后变细。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的装置，其特征在于，在所述第二区域(12)内和所述第三区域(26)内均设置冲洗装置(30)。
【文档编号】B03C1/033GK103459041SQ201280007876
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年1月24日 优先权日:2011年2月9日
【发明者】弗拉迪米尔·达诺夫, 维尔纳·哈特曼, 迈克尔·勒姆黑尔德, 安德烈亚斯·施勒特尔 申请人:西门子公司