专利名称：用于从悬浮液中分离出铁磁颗粒的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于从悬浮液中分离出铁磁颗粒的装置。
背景技术：
存在多种技术方面的任务设置，在这些任务设置中，应当从悬浮液中分离出铁磁颗粒。该任务出现在其中的一个重要领域在于，从具有经过碾磨的矿石的悬浮液中分离出铁磁的原料颗粒。在这里不仅仅涉及应该从矿石中分离出来的铁颗粒，而且还涉及其它原料，如例如非铁磁性的含铜颗粒，与铁磁颗粒、例如磁铁矿化学地相结合，并这样选择性地从具有整体矿石的悬浮液中分离出来。在此，矿石是指岩石原料，它包含原料颗粒、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。磁分离 方法或磁隔离方法的作用在于，选择性地从悬浮液中提取出铁磁颗粒并将其分离。在此，磁分离设备的结构合乎目的地离析结晶，该结构具有管状反应器，在该反应器上线圈这样布置，即，在反应器内壁上产生磁场，铁磁颗粒在该磁场上聚集并且在那里以一种合适的方式和方法被运走。此外，这种管状反应器的新式设计方式在它的内部还包括所谓的挤压体，该挤压体用于，使分离通道的宽度匹配于磁场进入到悬浮液中的深度，使得穿流的体积尽可能强地由产生的磁场内穿透，并尽可能好地从磁场获取存在于悬浮液中的铁磁颗粒。挤压体的应用本身是一种合适的装置，用以改进穿流过反应器的悬浮液从磁场内的穿透，这已经对铁磁颗粒的整体的分离率产生积极影响。然而必要的是，为了提高分离过程以及矿石开采整个过程的经济性，要进一步提高穿流过反应器的悬浮液的磁场穿透能力。
发明内容
因此，本发明的目的在于，与现有技术相比提高了在磁分离反应器中的磁场的可利用的穿透深度，并且从而改进了铁磁颗粒的分离率并在此同时节省了结构空间。该目的在一种具有权利要求1的特征的方法中实现。根据本发明的、用于从悬浮液中分离出铁磁颗粒的装置，也就是说一种磁分离装置，具有由悬浮液穿流的管状反应器。该反应器包括入口和出口，以及用于沿着反应器内壁产生磁场的装置。此外该管状反应器包括布置在反应器内部的挤压体，其中，本发明的特征在于，在挤压体中同样设有用于在挤压体的外壁上产生磁场的装置。本发明的优点在于，在此由悬浮液穿流的分离通道，不仅在一侧由磁场穿透，如同它在现有技术中的情况一样。更确切地说它在两侧由两个不同的磁场穿透，从而增加磁场的穿透深度。通常存在于挤压体中的空腔21通过线圈的布置被有益地使用，在相同的反应器结构尺寸情况下，分离率明显提高。此外，在相同的结构尺寸情况下，悬浮液的容积通过量可以通过分离反应器几乎增加一倍。
在此，悬浮液是指由溶剂、特别是水和固体材料、特别是经过碾磨的矿石构成的能流动的浆状体。在本发明的一个实施方式中，用于产生磁场的装置、特别是线圈这样控制，S卩，磁场以磁性的行波场的形式沿着反应器内壁或者是挤压体的外壁、也就是非磁性的反应器壁，在悬浮液的穿流方向上运动。借此，在经过磁化的壁上分离的铁磁颗粒沿着反应器运动，并且可以在出口区域中被有针对性地分离。原则上也可以与穿流方向相反地实现磁场的移动，其中，这些颗粒则在入口区域中被分离。对此，同样在本发明的一个优选的实施方式中，在出口区域中分别布置有相对于反应器内壁和挤压体的反应器外壁等距离的、优选地为环状的隔板(Blenden)，用于将铁磁颗粒和悬浮液的非磁性的组成部分彼此分离。特别地在反应器的圆柱形的设计方案的情况下，隔板相应地设计为环形。在此可以是适宜的是，根据悬浮液中铁磁颗粒的浓度，相对于磁化了的表层、也就是反应器内壁或者是挤压体的外壁，能调节地布置隔板，使得始终可以分离出通过行波场在隔板区域中运送的铁磁颗粒的最佳的浓度。为了将用于产生磁场的装置布置在挤压体的外壁上，存在有不同的、有利的实施方式。一方面空腔21在挤压体内可以这样使用，以便在那里布置用于产生磁场的相应的设备、特别是线圈。此外，同样可以适宜的是，提供芯、特别是圆柱形的芯作为挤压体的芯，并且将用于产生磁场的、以线圈形式的相应的装置从外部安放在该芯上。必要时这些从外部布置在芯上的线圈必须包含具有光滑表面的合适的材料。
本发明的有利的实施方式以及本发明的其它有利的特征在以下的附图中详细地予以阐述。在不同的实施方式中具有相同的名称的特征设有相同的参考标号、必要时设有相同的参考标号和线条。在此示出，
图1示出穿过磁分离反应器的三维截面图，图2示出穿过圆柱形的磁分离反应器在入口区域中的截面图，图3示出穿过圆柱形的磁分离反应器在出口区域中的截面图，图4示出具有芯的挤压体和在该芯上布置的磁线圈，和图5示出具有空腔21的挤压体和布置在空腔21中的磁线圈。
具体实施例方式在图1中以三维截面图的形式示出了磁分离反应器2的原理上的结构。在此涉及管状反应器8，其中，在这种具体情况下鉴于管状这个概念还涉及圆柱形的反应器8。在这个管状反应器8上布置有装置14，用于产生磁场16，其中，该装置14以线圈32的形式设计。线圈32这样控制，即由它产生的磁场16沿着反应器内壁18在穿流方向28上移动。磁场16在这个实施方式中可以称作移动磁场或行波场，它通过箭头26示出。 在管状反应器内部布置有挤压体20，它在这个实例中同样作为圆柱体布置在管状反应器8中的中心处。挤压体20具有外壁24，其中，通过挤压体20在反应器8中的在中心的布置，在挤压体20的外壁24与反应器的内壁18 (反应器内壁18)之间形成了环状缝隙，该缝隙称为分离通道42。在图1中未示出的(参见图2和图3)悬浮液6引导通过分离通道42。悬浮液6包括铁磁颗粒，它应在分离设备2中从悬浮液中分离出。通过磁场16的作用，存在于悬浮液中的铁磁颗粒4(参见图2和图3)被拉到反应器内壁18上，并且基于移动的磁场26沿着反应器内壁18在穿流方向28上被运出反应器。为此，在反应器8的出口区域12(出口12)中，设置分离隔板30，铁磁颗粒或者说铁磁颗粒4的集结通过该分离隔板从所谓的脉石34的悬浮液的剩余部分中分离。在图1中不出的磁分离设备2的特点在于,挤压体20同样包括用于产生磁场16的装置22，其同样以线圈32的形式设计并且布置在挤压体20的空腔21中。通过这些线圈32以及由它们产生的磁场16或者说行波场26，同样从悬浮液6中提取出铁磁颗粒4，这些铁磁颗粒积聚在挤压体20的外壁24上，并通过行波场26在穿流方向28上在另一个隔板30'的方向上运动。通过第二隔板30'，沿着挤压体20的外壁24上滑动的颗粒4，同样与脉石34分离，它在两个隔板30和30'之间离开分离通道42。图2中示出穿过根据图1的分离设备2的、在悬浮液6的入口 10的区域中的截面图。由箭头6示出的悬浮液6包括由点4表明的铁磁颗粒4，悬浮液从入口 10内流到分离通道42中。通过线圈32产生磁性的行波场，这些线圈既在管状反应器8中作为用于产生磁场16的装置14而布置，也在挤压体20的内部布置。由线圈32产生的磁场16作为行波场26沿着经过磁化的表面(反应器内壁18和挤压体20的外壁24)在悬浮液6的穿流方向28上在反应器8的出口的方向上移动。反应器8的出口 12在图3中同样是作为截面图示出。分离通道42通过隔板30和30'划分为三个子通道，分别等距离间距的、作为环状的隔板的30，30'的隔板一方面围绕反应器内壁18布置，并且另一方面围绕挤压体20布置。铁磁颗粒4的流出物36经过这些子通道中的两个。脉石34、也就是剩余物悬浮液，与铁磁颗粒4相分离地经过通常设计为最宽的子通道流出。根据在悬浮液6中的铁磁颗粒4的浓度和颗粒4的分离度，隔板30，3(V的间距由相应的经过磁化的壁18和24可变地控制，这通过箭头37来表明。在图4和图5中给出两个可能的设计方式，即如何能将线圈32布置在挤压体20上。在图4中，挤压体20具有芯38，它可以设计为空心的或设计为实心材料，作为用于产生磁场16的装置22的线圈32安放在该芯上，或装配在这个芯上。线圈32 —般不会这样缠绕，即它们彼此堆叠地产生光滑的表面，因此必要时可涂覆线圈涂层40，以便产生光滑的外壁24。线圈涂层40例如可以以浇铸的环氧树脂的形式设计，然后它形成线圈的外表面和挤压体20的外壁24。在挤压体20的另一个实施方式中，线圈32安装入挤压体20的空腔21中，在那里贴靠在其外壁上，并在挤压体20的外壁24上产生磁场16。通过根据图4和5的这种布置，在挤压体内部或者说在反应器8的内部，现有的、到目前为止没有使用的结构空间配备有第二行波场磁线圈组。因此实现了从两侧流入到位于悬浮液中的铁磁颗粒4上。磁场16的可利用的穿透深度由此得到明显提高，使得在磁分离设备2的相同的总结构尺寸的情况下，悬浮液6的容积通过量可几乎增加一倍。通过线圈32的结构空间所限制 的结构性的实施方式，在此在挤压体20的外壁24上和在反应器内壁18上分别确定最大的磁场梯度，它会对在悬浮液中或者说分离通道42中的磁场的穿透深度有直接的影响。这些梯度可以是不同的，使得也可出现不同的分离缝隙36，因此在隔板与壁18'或者24的之间的间距方面可调节地设计隔板30。通过这种结构形式的反应器
8,悬浮液6的体积流量可以实 现为从10m3/h至500m3/h。
权利要求
1.一种用于从悬浮液(6)中分离出铁磁颗粒⑷的装置，所述装置具有能由所述悬浮液穿流的管状反应器(8)，所述管状反应器具有:入口(10);和出口(12);和用于沿着反应器内壁(18)产生磁场(16)的装置(14);和布置在所述反应器⑶内部的挤压体(20)，其特征在于，在所述挤压体(20)上设有用于在所述挤压体(20)的外壁(24)上产生所述磁场(16)的装置(22)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于产生所述磁场(16)的所述装置(14，22)设计用于产生磁性的行波场(26)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述行波场(26)紧贴在所述反应器内壁(18)上和所述挤压体(20)的所述外壁(24)上。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述行波场(26)在穿流方向(28)上移动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在所述出口(12)上分别布置有相对于所述反应器内壁(18)和所述挤压体(20)的所述外壁(24)等距离的、优选地为环状的隔板(30，30')，用于将所述铁磁颗粒(4)和所述悬浮液￠)的非磁性的组成部分彼此分离。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，用于在所述挤压体(20)的所述外壁(24)上产生所述磁场(16)的所述装置(22)以线圈(32)的形式布置在所述挤压体(20)的内部。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，用于在所述挤压体(20)的所述外壁(24)上产生所述磁场的所述装置(22)以线圈(32')的形式设计，所述线圈的外表面构成所述挤压体(20)的所述外 壁(24)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述隔板(30，30')在所述隔板与所述反应器内壁(19)之间的间距方面和/或与所述挤压体(20)的所述外壁(24)之间的间距方面能调节地布置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述行波场(26)与所述穿流方向(28)相反地移动。
全文摘要
本发明涉及一种用于从悬浮液(6)中分离出铁磁颗粒(4)的装置，该装置具有能由悬浮液穿流的管状反应器(8)，该管状反应器具有:入口(10);和出口(12);和用于沿着反应器内壁(18)产生磁场(16)的装置(14);和布置在反应器(8)内部的挤压体(20)。在挤压体(20)上设有用于在挤压体(20)的外壁(24)上产生磁场(16)的装置(22)。
文档编号B03C1/24GK103228363SQ201180057024
公开日2013年7月31日 申请日期2011年11月18日 优先权日2010年11月25日
发明者弗拉迪米尔·达诺夫, 维尔纳·哈特曼, 沃尔夫冈·克里格尔施泰因, 安德烈亚斯·施勒特尔 申请人:西门子公司