DE2615580A1

DE2615580A1 - Vorrichtung zum trennen magnetisierbarer teilchen von einem stroemungsfaehigen medium

Info

Publication number: DE2615580A1
Application number: DE19762615580
Authority: DE
Inventors: James Henry Peter Watson
Original assignee: English Clays Lovering Pochin Co Ltd
Current assignee: Imerys Minerals Ltd
Priority date: 1975-04-11
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1976-10-21
Also published as: FR2306743B1; US4110222A; GB1539732A; CS203119B2; DE2615580C2; FR2306743A1; ES446905A1; CA1060805A

Description

Vorrichtung zum Trennen magnetisierbarer Teilchen von einem strömungsfähigen Medium

Die Erfindung betrifft Trennkammern für Vorrichtungen zum Trennen magnetisierbarer Teilchen von einem Fludstrom, in dem die Teilchen suspendiert sind.

Bei bekannten Vorrichtungen zum Trennen magnetisierbarer Teilchen von einem Fludstrom, in dem die Teilchen suspendiert sind, sind im wesentlichen eine Trennkammer aus einem nicht magnetisierbaren Material und ein Magnet zum Erzeugen einer Zone hoher magnetischer Feldstärke in der Trennkammer vorhanden. Die Trennkammer hat einen Fludeinlaß und einen Fludauslaß und enthält eine lockere Packung aus einem faser- oder teilchenförmigen ferromagnetischen Material, damit in der Kammer unter der Einwirkung des Magneten eine große Zahl von Punkten hoher magnetischer Feldstärke entsteht, die durch Zonen geringerer Feldstärke getrennt sind, so daß sich die örtliche magnetische Feldstärke in der Trennkammer in Abhängigkeit von der Entfernung rasch ändert. Beim Betrieb einer solchen Vorrichtung wird eine Aufschlämmung in Form eines Gemisches, das Teilchen von relativ hoher und Teilchen von relativ geringer magnetischer Suszeptibilität enthält, von dem Einlaß aus in Richtung auf den Auslaß durch die Trennkammer geleitet, während im Bereich der Trennkammer ein starkes Magnetfeld herrscht, so daß die Teilchen von relativ hoher magnetischer Suszeptibilität magnetisiert und von dem ferromagnetischen Packungsmaterial angezogen und festgehalten werden, so daß es möglich ist, die Teilchen

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von relativ hoher magnetischer Suszeptibilität von den Teilchen mit einer relativ geringen magnetischen Suszeptibilität zu trennen.

Damit ein Magnetfeld von ausreichender Stärke im Bereich der Trennkammer und des Packungsmaterials entsteht, ist die Trennkammer zweckmäßig in dem Bereich angeordnet, in dem der Magnet ein Magnetfeld von maximaler Stärke erzeugt. In der Praxis hat es sich als sehr zweckmäßig erwiesen, eine Trennkammer von zylindrischer Form in der zentralen Öffnung eines als Topfmagnet ausgebildeten Elektromagneten anzuordnen. Bei dieser Anordnung verlaufen die magnetischen Kraftlinien allgemein parallel zur Längsachse der Magnetspule und damit auch der Trennkammer. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß zwar das Magnetfeld im wesentlichen parallel zur Längsachse verläuft, daß dies jedoch nur im mittleren Teil der Länge der Magnetspule der Fall ist, und daß sich die Kraftlinien nahe den Enden der Spule nach außen ausbreiten, was zu einer Verringerung der Feldstärke in diesen Bereichen und zu Energieverlusten führt. Infolgedessen wird die mittlere magnetische Feldstärke in der Trennkammer herabgesetzt, und der Trennungswirkungsgrad der Trennkammer verringert sich. Die Tendenz der Kraftlinien, sich an den Enden der Magnetspule auszubreiten, kann teilweise dadurch beseitigt werden, daß man die Spule an den Enden mit zusätzlichen Windungen versieht, um die Feldstärke in diesen Bereichen zu steigern. Diese Lösung ist jedoch kostspielig, und zwar insbesondere dann, wenn der Elektromagnet als supraleitfähiger Magnet ausgebildet ist, denn in diesem Fall muß der gesamte die Spule bildende Leiter einschließlich der zusätzlichen Windungen an den Enden auf einer Temperatur gehalten werden, die nur wenig über dem absoluten Nullpunkt liegt. Außerdem würde die Verwendung zusätzlicher Windungen an den Enden der Spule eines supraleitenden Elektromagneten wegen der unvermeidlichen Vergrößerung des Außendurchmessers der Spule zu Schwierigkeiten bei der Konstruktion der supraleitenden Apparatur führen, die sich nur schwer und unter hohem Kostenaufwand vermeiden lassen,,

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Durch die Erfindung ist nunmehr zur Verwendung bei einer Vorrichtung zum Trennen magnetisierbarer Teilchen von einem Fludstrom, in dem die Teilchen suspendiert sind, wobei zu der Vorrichtung ein Magnet gehört, eine Trennkammer geschaffen worden, die einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, bei der zwischen dem Einlaß und dem Auslaß eine poröse Packung aus einem magnetisierbaren Material angeordnet ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein oder mehrere Teile der Trennkammer, der bzw. die dann, wenn in der Trennkammer mit Hilfe des Magneten ein Magnetfeld erzeugt wird, in dem Magnetfeld einen Bereich einnehmen, in dem anderenfalls nur eine relativ geringe Feldstärke vorhanden sein^ürde, aus einer eine Konzentration des Magnetfeldes bewirkenden Einrichtung besteht bzw«, bestehen, die aus ferromagnetischem Material hergestellt ist, während der verbleibende Teil der Trennkammer aus einem im wesentlichen nicht magnetisierbaren Material besteht.

Die Einrichtung zum Konzentrieren des Magnetfeldes wird vorzugsweise durch eine feste Masse aus ferromagnetischem Material gebildet, das im wesentlichen keine Hohlräume enthält. Sind in dem ferromagnetischen Material der genannten Einrichtung Hohlräume vorhanden, sollen diese höchstens 50$ des Gesamtvolumens der Masse aus ferromagnetischem Material einnehmen. Dies steht im Gegensatz zu dem Hohlraumvolumen der porösen Pakkung aus magnetisierbarem Material, das zwischen 60% und 98$ und vorzugsweise zwischen 80$ und 98$ des gesamten von der Pakkung eingenommenen Volumens liegt.

Hat die Trennkammer eine langgestreckte Form, sind diejenigen Teile der Trennkammer, die durch die Einrichtungen zum Konzentrieren des Magnetfeldes gebildet werden, vorzugsweise nahe den Enden der Trennkammer angeordnet, und zweckmäßig werden diese Teile durch die Stirnwände der Trennkammer gebildet.

Der Einlaß und der Auslaß für den Fludstrom erstrecken sich vorzugsweise durch mindestens eine der Stirnwände der Trenn-

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kammer. Bei einer Ausführungsform wird der Pludeinlaß durch eine oder mehrere Öffnungen der einen Stirnwand gebildet, während der Fludauslaß durch eine oder mehrere Öffnungen in der anderen Stirnwand gebildet wird_o Die Stirnwände können sogar die Form von Gittern oder Rosten haben, die für das magnetisierbare Teilchen enthaltende strömende Medium durchlässig sind.

Zweckmäßig ist jede Stirnwand als Platte aus ferromagnetischem Material ausgebildet. Hat die Trennkammer eine allgemein zylindrische Form, sind diese Platten vorzugsweise kreisrund, und ihr Durchmesser entspricht dem Durchmesser der Trennkammer, der z.B. etwa 6OO mm beträgt. Hat die Trennkammer eine allgemein prismatische Form, entspricht die Umrißform der die Stirnwände bildenden Platten vorzugsweise der Querschnittsform der Trennkammer. Die Dicke der Platten liegt allgemein zwischen 3 und 150 mm und vorzugsweise zwischen 5 ^un<3 350 mm.

Befindet sich die Trennkammer in einem Magnetfeld, erstrecken sich die die Stirnwände bildenden Platten zweckmäßig quer zu den magnetischen Kraftlinien., Wird z.B. ein Magnetfeld in einer solchen Trennkammer dadurch erzeugt, daß man die Trennkammer in der axialen Bohrung einer Magnetspule der bei einem Topfmagneten üblichen Art so anordnet, daß die Längsachse der Trennkammer parallel zu der Bohrung verläuft, erstrecken sich die magnetischen Kraftlinien in der Mitte der Trennkammer parallel zur Achse der Trennkammer, und solange das ferromagnetische Material der die Stirnwände bildenden Platten nicht magnetisch gesättigt ist, neigen die magnetischen Kraftlinien dazu, in die ferromagnetisehen Platten im rechten Winkel zu deren Flächen einzutreten und sich dann zu krümmen, um weiter innerhalb der Ebenen der Platten zu wandern. Ist das ferromagnetische Material gesättigt, werden die magnetischen Kraftlinien beim Durchdringendder Platten gebrochen.

Das ferromagnetische Material der Einrichtungen zum Konzentrieren des Magnetfeldes soll leicht magnetisierbar sein« Daher muß es sich um ein weiches Material handeln, d.h„ eines mit einer

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Τ. —1

geringen Koerzitivkraft von weniger als 1Ck Am . Das ferromagnetische Material hat vorzugsweise eine hohe relative Permeabilität axt bei den Werten der magnetischen Feldstärke, bei denen es verwendet werden soll. Da der Viert der relativen Permeabilität /ur bei den meisten solchen Materialien zunimmt, wenn die zur Wirkung gebrachte magnetische Feldstärke gesteigert wird, bis sie ein Maximum erreicht, woraufhin sie wieder abnimmt, wenn das wirksame Magnetfeld weiter verstärkt wird, bis das Material magnetisch gesättigt ist, ist auch die Sättigungspolarisation J = (B - /uo · H) ο des Materials vorzugsweise hoch, wobei in dem vorstehenden Ausdruck B die Flußdichte,H die magnetische Feldstärke bei Sättigung und/uo die Permeabilität des freien Raums bezeichnet_o Besonders zu bevorzugen ist ein Material, bei dem die relative Permeabilität ein Maximum bei der magnetischen Feldstärke erreicht, bei der das ferromagnetische Material verwendet werden soll, wobei die magnetische Feldstärke, bei der eine Sättigung des Materials eintritt, höher ist als diese magnetische Feldstärke.

Die in der Trennkamrner erzeugte mittlere magnetische Feldstärke kann einen beliebigen Wert von bis zu etwa 10 Tesla erreichen, doch wird sie gewöhnlich zwischen 0,5 und 6 Tesla liegen. Der Magnet kann als Dauermagnet ausgebildet sein, wenn die erforderliche Feldstärke in der Größenordnung von 0,1 Tesla liegt, oder als Elektromagnet bekannter Art, wenn eine magnetische Feldstärke in der Größenordnung von 1 Tesla erforderlich ist» Benötigt man jedoch eine magnetische Feldstärke von über etwa 2 Tesla, muß man gewöhnlich einen supraleitenden Elektromagneten benutzen«,

Die maximale relative Permeabilität/ur des ferromagnetisehen

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Materials ist vorzugsweise höher als etwa 1Cr (in S.I,-Einheiten), und die Sättigungspolarisation liegt vorzugsweise über etvja 0,5 Tesla. Das ferromagnetische Material läßt sich vorzugsweise entmagnetisieren, d.h_o es hat eine geringe Remanenz, so daß sich magnetisierbare Teilchen, die von den Einrichtungen

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zum Konzentrieren des Magnetfeldes angezogen und festgehalten werden, wenn sich die Trennkammer in dem Magnetfeld befindet, leicht außerhalb des Magnetfeldes aus der Trennkammer entfernen lassen.

Das beste ferromagnetische Material für die Einrichtungen zum Konzentrieren des Magnetfeldes dürfte ein Eisen von hoher Reinheit sein, das so behandelt bzw. verarbeitet worden ist, daß möglichst viele seiner Kristalle auf eine bevorzugte Richtung ausgerichtet sind_e Besteht ein solches Material aus einem Einkristall, kann die maximale relative Permeabilitätyur bis zu 1,5 x 10 betragen, und die Sättigungspolarisation kann etwa 2,16 Tesla erreichen.Jedoch ist Eisen von hoher Reinheit äußerst kostspielig, und es erscheint zweckmäßiger, ein Material zu verwenden, das etwa 99 Gew.-% Eisen enthält, und bei dem der Rest im wesentlichen aus Kohlenstoff besteht. Ferner kann man ein Material verwenden, das zwar vorherrschend aus Eisen besteht, das jedoch Spuren von Silizium im Ausmaß von weniger als 4 Gew.-?o enthält; es ist sogar möglich, eine Nickel-Eisen-Legierung zu verwenden» Als Beispiele für geeignete Nickel-Eisen-Legierungen sei das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Supermumetal" genannt,das von der Firma Telcon Metals, Crawley, England, hergestellt wird, bei dem die maximale relative Permeabilität axt 0,25 bis 1,00 χ 10 bei einer Feldstärke von etwa -1

1,2Am beträgt, das eine Sättigungspolarisation von etwa 0,80 Tesla aufweist, und das eine Remanenz von 0,35 bis 0,55 Tesla hat; ferner sei das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Superpermalloy" erhältliche Material genannt, das von der Firma ITT Components, Harlow, England, hergestellt wird und ähnliche Eigenschaften hat. Unter bestimmten Bedingungen kann man auch Kobalt-Eisen-Legierungen verwenden. Als Beispiel für eine geeignete Kobalt-Eisen-Legierung sei das Material genannt, das unter der gesetzlich geschützen Bezeichnung "Supermendur" von der Firma Telecon Metals, Crawley, England, hergestellt wird, bei dem die maximale relative Permeabilitätyur etwa 10^ beträgt, das eine Sättigungspolarisation von etwa 2,40 hat, und dessen Remanenz etwa 2,3 Tesla beträgt.

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Das die- Packung bildende magnet!sierbare Material ist vorzugsweise ferromagnetisch, und es handelt sich zxveckmäßig um einen legierten Stahl im ferritischen oder martensitischen Zustand, bei dem der Chromgehalt im Bereich von 4 bis 27 Gew.-$ liegt. Dieses Material kann teilchen- oder fadenförmig sein. Beispielsweise hat ein fadenförmiges magnetisierbares Material die Form zahlreicher ferromagnetischer Fäden, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, oder die Form eines aus ferromagnetischen Drähten gewebten Geflechtes oder die Gestalt korrosionsfester Stahlwolle oder die Form einer gestreckten Matte aus Metall. Bei einem teilchenförmigen magnetisierbaren Material können die Teilchen im wesentlichen kugelförmig, zylindrisch oder würfelförmig sein, oder sie können eine unregelmäßigere Gestalt haben,wie man sie z.B. erhält, wenn man einen Klotz aus einem korrosxonsbeständigen Material mit Hilfe einer Fräsmaschine verspante Das magnetisierbare Material kann sogar die Form eines Metallschaums haben, wie man ihn z.B. erhält, indem man mit Kohlenstoff imprägnierten Schaumgummi einer Elektroplattierung unterzieht und dann den Gummi mit Hilfe eines entsprechenden Lösungsmittels entfernt. Besteht die Packung aus nichtrostender Stahlwolle, wird ein Anteil von etwa 2 bis 10$ des gesamten von der Packung eingenommenen Volumens vorzugsweise durch die nichtrostende Stahlwolle der Packung ausgefüllt, während der verbleibende Teil durch Hohlräume gebildet wird.

Ferner ist durch die Erfindung eine Vorrichtung zum Trennen magnetisierbarer Teilchen von einem Flud, in dem sie suspendiert sind, geschaffen worden, zu der ein Magnet zum Erzeugen eines Magnetfeldes in einer vorbestimmten Zone gehört, ferner mindestens eine Trennkammer der vorstehend allgemein geschilderten Art, wobei die Anordnung derart ist, daß es möglich ist, die bzw. jede Trennkammer in der vorbestimmten Zone einem Magnetfeld auszusetzen und ein magnetisierbare Teilchen enthaltendes Flud über den Einlaß zuzuführen, so daß das Flud die poröse Packung durchströmt, damit magnetisierbare Teil-

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chen in dem Flud magnetisiert, von der porösen Packung angezogen und durch die Packung festgehalten werden, sowie eine Einrichtung zum Entfernen der magnetisierbaren Teilchen aus der porösen Packung.

Zu der Einrichtung zum Entfernen der magnetisierbaren Teilchen aus der Packung kann eine Spüleinrichtung gehören, die es ermöglicht, ein Spülmittel durch die Trennkammer zu leiten. Ferner kann eine Entmagnetisierungseinrichtung vorhanden sein, ζ.Β» eine Entmagnetsierungss::.le, die es ermöglicht, den Restmagnetismus der Packung in eJi'J Trennkaramer vor dem Hindurchleiten eines Spülmittels zu verringern. Um die magnetisierbaren Teilchen aus der Packung zu entfernen, kann man entweder den Elektromagneten stromlos machen, oder man kann die Trennkammer aus der Zone entfernen, die dem Magnetfeld ausgesetzt ist. Handelt es sich bei dem Magneten um einen supraleitenden Elektromagneten, ist es vorzuziehen, die Spule des Elektromagneten ständig im eingeschalteten Zustand zu halten, statt den Strom nach Bedarf ein- und auszuschalten, denn man benötigt Energie, um in der Spule eines supraleitenden Elektromagneten einen Strom fließen zu lassen, doch sobald der Strom fließt, bleibt er im wesentlichen ohne weiteren direkten Energieverbrauch erhalten; daher ist es in diesem Fall zweckmäßig, die Trennkammer aus dem Einflußbereich des Magnetfeldes zu entfernen, wenn die Packung von den magnetisierbaren Teilchen befreit werden soll.

Die aus der Flüssigkeit abzuscheidenden magnetisierbaren Teilchen können ferromagnetisch oder paramagnetisch sein.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig_e 1 einen Längsschnitt durch eine Trennkammer bekannter Art;

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Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Trennkammer nach der Erfindung; und

Fig. J einen Magnetabscheider mit zxvei Trennkammern nach Fig. 2<

Jede der in Fig. 1 und 2 gezeigten Trennkammern 1 bzw. 1,2 besteht im wesentlichen aus einem nicht magnetisierbaren Material. Jede dieser Trennkammern hat eine zylindrische Form und ist im Inneren durch durchlässige Platten 6 und 7 in drei in Verbindung miteinander stehende Kammern J5* ^ und 5 unterteilt. Die mittlere Kammer 4 enthält eine Packung in Form einer Matrix ²J-A aus korrosionsbeständiger Stahlwolle„ Die untere Kammer j5 weist einen Einlaß 8 für die zuzuführende Aufschlämmung auf, während die obere Kammer 5 mit einem Auslaß 9 für die magnetisch behandelte Aufschlämmung versehen ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Trennkammer 1 bekannter Art sind die magnetischen Kraftlinien 12 eines in der Trennkammer mit Hilfe einer nicht dargestellten Elektromagnetspule erzeugten Magnetfeldes bestrebt, sich in Richtung auf die Enden der Trennkammer nach außen auszubreiten, und daher ist die mittlere magnetische Feldstärke in der Trennkammer geringer als in der Mitte der Trennkarnmer.

Bei der Trennkammer 1,2 nach Fig. 2 sind jedoch die beiden Stirnwände 10 und 11 der Trennkammer jeweils durch eine Weicheisenplatte gebildet, so daß die magnetischen Kraftlinien 12 eines in der Trennkammer mit Hilfe einer nicht dargestellten Elektromagnetspule erzeugten Magnetfeldes gezwungen werden, sich im wesentlichen parallel zur Längsachse der Trennkammer zu erstrecken, um dann scharf nach außen abgeknickt zu werden, wenn sie in die Weicheisenplatten eintreten«, Daher hat die magnetische Feldstärke über die ganze Länge der Trennkammer in diesem Fall einen annähernd konstanten Wert. Bei dem ferromagnetischen Material der Platten handelt es sich zweckmäßig um Weicheisen, doch könnte man auch andere ferromagnetische Mate-

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rialien verwenden, z.B. Stahl, wie er bei Transformatorenkernen oder Polstücken für Slektromagnete gebräuchlich ist.

Bei dem Magnetabscheider nach Fig. j5 sind zwei Trennkammern 1, 2 der anhand von Pig. 2 beschriebenen Art vorhanden, die zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsstellung bewegbar sind«, Bei der ersten Betriebs stellung befindet sich die Trennkammer in einer Zone, in der ein starkes Magnetfeld durch eine supraleitende Elektromagnetspule 13 der bei Topfmagneten üblichen Art erzeugt wird, während die Trennkammer 2 in eine erste Entmagnetisierungsspule 14 eingeschobendst, der beim Betrieb ein Wechselstrom zugeführt wird, dessen Amplitude stetig bis auf Null verkleinert wird₀ Bei der zweiten Betriebsstellung befindet sich die Trennkammer 2 in der dem starken Magnetfeld ausgesetzten Zone, während die Trennkammer 1 in eine zweite Entmagnetisierungsspule 15 eingeschoben ist» Die supraleitende Elektromagnetspule 15 Ist von einem ersten Ringkanal 16 umgeben, der flüssiges Helium enthält, und der seinerseits von einem mit flüssigem Stickstoff gefüllten zweiten Ringraum bzw. einer Kammer 17 umgeben ist. Die Kammer 16 weist eine Leitung 18 zum Zuführen von flüssigem Helium und eine Leitung I9 zum Abführen von Heliumdampf auf, während die Kammer 17 mit einer Leitung zum Zuführen von flüssigem Stickstoff und einer Leitung 21 zum Abführen von Stickstoffdampf versehen ist. Die Kammern 16 und 17 sind beide vollständig in einen Mantel 22 eingeschlossen, der über ein Ventil 23 evakuiert wird, an das eine nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen ist. Sämtliche Wände der Kammern 16, 17 und des Mantels 22 sind auf beiden Seiten versilbert, um die übertragenen Wärmemengen möglichst zu verringern.

Auf beiden Seiten der gekühlten Elektromagnetbaugruppe sind runde Abschirmungen 2.k und 25 aus Weicheisen angeordnet, von denen jede eine zentrale runde Öffnung von solchem Durchmesser hat, daß sich die Trennkammern 1 und 2 gerade hindurchschieben lassen· Die Abschirmungen aus Weicheisen sind durch mehrere Stangen 26 gegeneinander abgestützt, die an ihren Enden mit

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- 11 Gewinde, versehen sind und Haltemuttern 27 aufnehmen.

Die Trennkammern 1 und 2 sind durch eine Stange 28 starr verbunden und zwischen der ersten und der zweiten Betriebsstellung mittels einer Stange 29 bewegbar, die an der Trennkammer 2 befestigt und mit einer Zahnstange 30 versehen ist, welche mit einem Ritzel j51 zusammenarbeitet, das mittels eines nicht dargestellten Elektromotors hin- und herdrehbar ist.

Die zu behandelnde Aufschlämmung kann der Trennkammer 1 über einen flexiblen Schlauch 32 zugeführt werden, und nach der magnetischen Behandlung läßt sich die Aufschlämmung aus dieser Trennkammer über einen flexiblen Schlauch 33 abziehen. Der Trennkammer 2 sind entsprechende flexible Schläuche 34 und 35 zugeordnet.

Befinden sich die Trennkammern 1 und 2 in ihrer ersten Betriebsstellung, strömt während des Betriebs die Aufschlämmung von einem Behälter 36 aus über ein Ventil 37* eine Leitung 38 und dann durch den flexiblen Schlauch 32 zu der Trennkammer 1, wo die Teilchen von relativ hoher magnetischer Suszeptibilität aus der Aufschlämmung extrahiert und in dem Packungsmaterial 4a in der mittleren Kammer 4 festgehalten werden. Die vorherrschend Teilchen von relativ geringer magnetischer Suszeptibilität enthaltende Aufschlämmung entweicht aus dem Packungsmaterial und gelangt zu der Kammer 5, um die Trennkammer 1 über den flexiblen Schlauch 33 zu verlassen und dann über ein Ventil 39 und eine Leitung 40 einem Behälter 41 zugeführt zu werden.

Ist das Packungsmaterial in der Trennkammer 1 mit magnetisierbaren Teilchen im wesentlichen gesättigt worden, wird die Zufuhr der zu behandelnden Aufschlämmung zu dieser Trennkammer durch Schließen des Ventils 37 unterbrochen. Dann wird auch das Ventil 39 geschlossen, und unter einem geringen Druck stehendes reines Wasser wird von einem Behälter 42 aus über ein Ventil 43, die Leitung 38 und den flexiblen Schlauch 32 der

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Trennkammer 1 zugeführt, um diese Trennkammer und ihr Packungsmaterial durchzuspülen. Während, der gesamten Zeit wird das Magnetfeld durch die Elektromagnetspule 13? aufrechterhalten. Das reins Wasser entfernt Teilchen von relativ geringer magnetischer Suszeptibilität, die möglicherweise von dem Packungsmaterial physikalisch festgehalten v/erden, und das diese Teilchen mitführende Wasser verläßt die Trennkammer, um über den flexiblen Schlauch J53, ein Ventil 44 und eine Leitung 45 su einem Behälter 4b zu strömen.

',-Jährend bei der Trennkammer 1 die Arbeitsschritte zum Zuführen der Aufschlämmung und zum Durchspülen der Packung durchgeführt werden, v.ird die Trennkammer 2 dadurch im wesentlichen entmagnetisiert, daß der Entmagnetisierungsspule 14 ein Wechselstrom zugeführt wird, dessen Amplitude stetig bis auf Mull verkleinert wirdο In der Zwischenzeit wird von einem Behälter 47 aus unter hohem Druck stehendes reines Wasser über eine Leitung 48, ein Ventil 49 und den flexiblen Schlauch 35 der Trennkammer 2 zugeführt. Das Druckwasser durchströmt das Packungsmaterial 4a in dem mittleren Raum 4 der Trennkammer 2 mit hoher Geschwindigkeit entgegen der Richtung, in der die Aufschlämmung normalerweise durch die Trennkammer geleitet wird, so daß Teilchen von relativ hoher magnetischer Suszeptibilität fortgespült werden, die in dem Packungsmaterial zurückgehalten wurden, als die Aufschlämmung die Trennkammer 2 durchströmte. Das diese Teilchen mitführende Wasser verläßt die Trennkammer, um über denflexiblen Schlauch 354, ein Ventil 50 und eine Leitung 51 zu einem Behälter 52 zu strömen»

Nunmehr werden die Trennkammern 1 und 2 aus der ersten in die zweite Betriebsstellung gebracht; zu diesem Zweck wird das Ritzel 351 gemäß Fig. 35 entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht. Daher befindet sich dann die Trennkammer 1 in der Entmagnetisierungsspule 15* wo sie dadurch.im wesentlichen entmagnetisiert wird, daß dieser Spule ein Wechselstrom zugeführt wird, dessen Amplitude stetig bis auf Null verkleinert wird. In der

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Zwischenzeit wird reines Wasser unter hohem Druck durch das
Packungsmaterial in der Trennkammer 1 geleitet, und zwar von
dem Behälter 47 aus über eine Leitung 53, ein Ventil 54 und
den flexiblen Schlauch 33. Das Teilchen von relativ hoher magnetischer Suszeptibilität enthaltende Wasser verläßt die Trennkammer 1,um über den flexiblen Schlauch 32, das Ventil 55 und
die Leitung 56 zu dem Behälter 52 zu strömen.

In der Zwischenzeit strömt die zuzuführende Aufschlämmung von
dem Behälter 36 aus über das Ventil 57 und die Leitung 58 zu
dem flexiblen Schlauch 34. Die Aufschlämmung, die vorherrschend Teilchen von relativ geringer magnetischer Suszeptibilität enthält und aus der Trennkammer 2 entweicht, strömt über den flexiblen Schlauch 35* ein Ventil 59 und eine Leitung 6O zu dem
Behälter 41. Sobald sich das Paclcungsmaterial in der Trennkammer 2 mit Teilchen im wesentlichen gesättigt hat, wird die Zufuhr der Aufschlämmung durch Schließen des Ventils 57 beendet; auch das Ventil 59 wird geschlossen, und unter niedrigem Druck stehendes reines Wasser wird von dem Behälter 42 aus über ein
Ventil 61, Leitungen 62 und 58 sowi< den flexiblen Schlauch 34 zu der Trennkammer 2 geleitet. Das Wasser, das die Teilchen
von relativ geringer magnetischer Suszeptibilität enthält, die von dem Packungsmaterial physikalisch festgehalten worden waren, bzw. das sog. Mittelgut strömt über den flexiblen Schlauch 35, ein Ventil 63 und eine Leitung 64 zu dem Behälter 46 „

Ansprüche:

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Claims

ANSPRÜCHE

π .ί Trennkammer mit einem Einlaß und einem Auslaß, bei der sich zwischen dem Einlaß und dem Auslaß eine poröse Packung aus magnetisierbarer!! Material befindet, für eine Vorrichtung zum Trennen magnetisierbarer Teilchen von einem strömenden Medium, in dem die Teilchen suspendiert sind, wobei zu der Vorrichtung ein Magnet gehört, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder der Teile der bzw. jeder Trennkammer (1, 2), welcher bzw. welche dann, wenn in der Trennkammer mittels eines Magneten ein Magnetfeld erzeugt wird, in dem Magnetfeld einen Bereich einnimmt,bzw. einnehmen, in dem anderenfalls eine relativ geringe magnetische Feldstärke vorhanden sein würde, eine Einrichtung (10, 11) zum Konzentrieren eines Magnetfeldes aufweist, die aus ferromagnetischem Material besteht, und daß die Trennkammer im übrigen aus einem im wesentlichen nicht magnetisierbaren Material hergestellt Ist.

2β Trennkammer nach Anspruch 1 von langgestreckter Form, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Teil, welcher durch die Einrichtungen (10, 11) zum Konzentrieren des Magnetfeldes gebildet wird, nahe den Enden der Trennkammer (1, 2) angeordnet ist.

j5. Trennkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw· jeder Teil, der durch die Einrichtungen (10,11) zum Konzentrieren des Magnetfeldes gebildet wird, die Stirnwände der Trennkammer (1,2) bildet.

4. Trennkammer nach Anspruch ;5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaß (8) für das strömungsfähige Medium und der Auslaß (9) für das strömungsfähige Medium jeweils durch mindestens eine der Stirnwände (10, 1i)erstrecken.

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5. Trennkammer nach Anspruch 4₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (8) durch eine oder mehrere öffnungen der einen Stirnwand und der Auslaß (9) durch eine oder mehrere öffnungen der anderen Stirnwand gebildet wird.

60 Trennkammer nach einem der Ansprüche 3 bis 5„ dadurch gekennzeichnet, daß jede Stirnwand (10,11) als Platte aus ferromagnetischem Material ausgebildet ist.

7. Trennkammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Platten zwischen 3 und 150 mm liegt.

80 Trennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis J₃ gekennzeichnet durch ihre allgemein zylindrische Form.

9. Trennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7* gekennzeichnet durch ihre allgemein prismatische Form.

10. Trennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dafTdas die Einrichtungen (10, 11) zum Konzentrieren des Magnetfeldes bildende ferromagnetische Mate-

"5 —1 rial eine Koerzitivkraft von weniger als 10^y A m hat.

11. Trennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 10,dadurch gekennzeichnet, daß das die Einrichtungen (10, 11) zum Konzentrieren des Magnetfeldes bildende ferromagnetische Material eine maximale relative Permeabilität von über 10-³ (in S„I«-Einheiten) hat.

12. Trennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das die Einrichtungen (10, 11) zum Konzentrieren des Magnetfeldes bildende ferromagnetische Material eine Sättigungspolarisation von über 0,5 Tesla hat.

13. Trennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das die Einrichtungen (10, 11) zum Kon-

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zentrieren des Magnetfeldes bildende ferromagnetische Material mindestens 96 Gew.-% Eisen enthält.

1.4. Trennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das die Einrichtungen (10, 11") zum Konzentrieren des Magnetfeldes bildende ferromagnetische Material eine Nickel-Eisen-Legierung ist.

15· Trennkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das die Einrichtungen (10, 11) zum Konzentrieren des Magnetfeldes bildende ferromagnetische Material eine Kobald-Eisen-Legierung ist.

16. Vorrichtung zum Trennen magnetisierbarer Teilchen von einem stromungsfähigen Medium, in dem die Teilchen suspendiert sind, gekennzeichnet durch einen Magneten (16) zum Erzeugen eines Magnetfeldes in einer vorbestimmten Zone, mindestens eine Trennkammer (1,2) nach einem der Anspüche 1 bis 15* wobei die Anordnung derart ist, daß dann, wenn sich die bzw» eine Trennkammer in der vorbestimmten Zone befindet und ein Magnetfeld wirksam ist, ein magnetisierbare Teilchen enthaltendes strömungsfähiges Medium,das dem Einlaß (8) zugeführt wird, durch die poröse Packung (4A) strömt, wobei magnetisierbare Teilchen in dem Medium magnetisiert, von der porösen Pakkung angezogen und festgehalten werden, sowie eine Einrichtung zum Entfernen der magnetisierbaren Teilchen aus der porösen Packung.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Entfernen der magnetisierbaren Teilchen aus der Packung (4A) eine Spüleinrichtung (47, 48, 49j 47, 53* 54) gehört, die es ermöglicht, ein Spülmittel durch die betreffende Trennkammer (1, 2) zu leiten.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17* dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Entfernen der magnetisier-

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baren Teilchen aus der porösen Packung (4A) eine magnetische Entmagnetisierungseinrichtung (14, 15) zum Verringern des Restmagnetismus in der betreffenden Trennkammer (1, 2) gehört.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (16) ein supraleitender Elektromagnet ist.

Der Patentanwalt:

/. UM

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