DE2949855A1

DE2949855A1 - Magnetscheider, insbesondere zur trennung eines trocken-feststoffgemisches in fraktionen nach der suszeptibilitaet

Info

Publication number: DE2949855A1
Application number: DE19792949855
Authority: DE
Inventors: Hans-Emil 4320 Hattingen Heil; Dipl.-Phys. Dr. Karl-Heinz 5000 Köln Unkelbach; Wolf 5206 Seelscheid Zabel
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1981-06-19
Also published as: GB2066108A; ZA807799B

Description

Anlage zum Patentgesuch der - 4 - H 79/61 Klöckner-Humboldt-Deutz Gr/Wr

Aktiengesellschaft

vom 11. Dezember 1979

Magnetscheider, insbesondere zur Trennung eines Trocken-Feststoff^Äemisches in Fraktionen nach der Suszeptibilität

Die Erfindung betrifft einen Magnetscheider, insbesondere zur Trennung eines Trocken-Feststoff-Gemisches in Fraktionen nach der Suszeptibilität, mit einem im Bereich einer magnetisch durchfluteten stationären Scheidezone drehbar angeordneten Rotationskörper, dem das aufzubereitende Gut in Richtung seiner Achse zugeführt wird.

Magnetscheider der genannten Gattung sind üblicherweise als sogenannte Walzenscheider oder Trommelscheider ausgeführt und werden, je nach Art des zu scheidenden Gutes _f entweder im Abwurfverfahren oder im Aushebeverfahren betrieben, (siehe beispielsweise " Aufbereitungs-Technik¹·, Zeitschrift für die Aufbereitung fester Rohstoffe, Verlag für Aufbereitung, Wiesbaden, Jahrgang 3 (1962), Heft 9, Seite #00 bis 418).

Bei solchen Scheidern wird das Aufgabegut in Richtung der Drehbewegung von Walze oder Trommel aufgegeben, wobei die Gutführung in Richtung der Umfangslinien der Walze oder Trommel erfolgt.

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Abweichend von diesem Stand der Technik ist der deutschen Offenlegungsschrift 26 50 528 auf Seite 8 unterster Absatz der Vorschlag zu entnehmen, bei einem Trommelmagnetschelder die Gutführung in Richtung der Trommelachse über die Oberfläche des Trommelmagnetscheiders vorzunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, für einen Magnetscheider der genannten Gattung bei Zuführung des aufzubereitenden Gutes in Richtung seiner Achse eine qualifizierte technische Lösung mit einer entsprechenden Vorrichtung zur Verfügung zu stellen. Die Vorrichtung soll unkompliziert und mit üblichen Bauelementen ausführbar sein. Hinsichtlich der Funktion wird besonderer Wert gelegt einerseits auf eine gute Selektivität des Magnetscheiders, sowie andererseits auf eine problemlose, das heißt, mit möglichst geringem Aufwand bei optimaler Wirksamkeit durchführbare Abreinigung des gezogenen Magnetgutes von der Oberfläche des Rotationskörpers.

Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß der Rotationskörper eine gegenüber dem aufzubereitenden Gut und/oder einem Trägermedium für das Gut undurchlässige Oberfläche aufweist, und daß unterhalb des Rotationskörpers in Richtung der Achse eine Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung angeordnet ist, welche mit einem in Richtung der Achse sich erstreckenden Oberflächenbereich des Rotationskörpers in der Scheidezone einen Trennspalt bildet.

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Mit der Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:

die Abreinigung gezogenen Gutes von der Oberfläche des Rotationskörpers ist völlig problemlos mit einfachsten Mitteln zu bewerkstelligen,

die Verweilzeit des Gutes im Trennspalt und damit im Bereich der Scheidezone ist relativ lang, infolgedessen die qualitative und/oder quantitative Leistung des Magnetscheiders optimal,

- die Gutführung erfolgt unabhängig von Einflüssen durch Erdbeschleunigung sowie von Bewegung und/ oder Beschaffenheit der Oberfläche des Rotationskörpers, weswegen eine absolut gleichmäßige und optimal dosierbare Gutführung mit einfachen Mitteln möglich ist.

Es ist zwar schon ein Magnetscheider bekannt, bei welchem die Gutführung mit Hilfe einer unterhalb eines rotierenden Körpers angeordneten Fördereinrichtung in Richtung der Achse des rotierenden Körpers erfolgt (DE-AS 23 07 273). Dieser Magnetscheider entspricht Jedoch gattungsmäßig annähernd einem Kreuz-

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bandscheider mit einem rotierenden Mitnehmer, welcher eine Gitterstruktur aufweist.

Bei einem solchen mit Gitterstruktur als Matrix ausgebildeten Mitnehmer ergeben sich bekanntlich Probleme hinsichtlich der Abreinigung. Diese erfordert einen erheblichen Aufwand, wie beispielsweise die Anordnung von Blasdüsen. Hierbei dürfte jedoch insbesondere bei Trockenscheidung die zu erwartende Staubaufwirbelung der Anwendung größerer Blasenergien hinderlich im Wege stehen, und andererseits damit eine zufriedenstellende Abreinigung in Frage stellen. Solche Schwierigkeiten werden mit der Erfindung überwunden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung im Trennspalt annähernd der Krümmung des Rotationskörpers angepaßt ist.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Trennspalt über die gesamte Breite eines betrachteten Querschnittes eine annähernd gleiche Weite aufweist. Dadurch ist, unter der Voraussetzung gleicher magnetischer Kräfte in der Scheidezone, die Wirkung der magnetischen Scheidekräfte auf Partikel gleicher Größe und Suszeptibilität in einem Querschnittsbereich

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des Trennspaltes annähernd gleich. Hierdurch wird das Trennergebnis qualitativ und quantitativ optimiert.

In Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß die Höhe des Trennspaltes in Richtung des Gutstromes abnimmt.

Durch diese Maßnahme ergibt sich der Vorteil, daß bei Eintritt des Gutes in den relativ hohen Bereich des Trennspaltes zuerst nur diejenigen Anteile gezogen werden, welche die höchste Suszeptibilität aufweisen. Aus dem dadurch verdünnten Gutstrom werden beim weiteren Transport durch Bereiche des Trennspaltes mit abnehmender Höhe nacheinander Jeweils Gutanteile mit geringerer Suszeptibilität gezogen, und schließlich im niedrigsten Bereich des Trennspaltes , kurz vor dem Verlassen der Scheidezone, die Gutanteile mit der geringsten Suszeptibilität. Zuletzt wird das Unmagnetische abgeworfen. Hierdurch wird erreicht, daß die Selektivität des Magnetscheiders bei der Trennung des Trocken-Feststoff-Gemisches in Fraktionen nach der Suszeptibilität mit einfachsten Mitteln eingestellt und infolgedessen optimiert werden kann.

In Ausgestaltung des Magnetscheider ist weiter vorgesehen, daß die Oberfläche des Rotationskörpers eine Profilierung aufweist. Eine solche vorzugsweise rotationssymmetrisch orientierte Profilierung dient vorteilhaft der Inhomogenität des Magnetfeldes zur Erzeugung örtlich hoher Feldgradienten und bewirkt

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eine Zunahme der Feldstärke im Trennspalt in Richtung auf die Achse des Rotationskörpers.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Magnetscheider seitlich neben dem Rotationskörper mindestens eine Auffangvorrichtung für das «ur Seite ausgetragene Magnetgut aufweist. Dabei ist eine Anordnung zweckmäßig, bei welcher die Auffangvorrichtung Unterteilungen zur Aufnahme unterschiedlicher Fraktionen aufweist.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß magnetisch unterschiedliche Fraktionen getrennt voneinander aufgefangen und somit getrennt gewonnen werden können.

Diese Ausgestaltung ist darüberhinaus unkompliziert, übersichtlich, mit geringem Aufwand zu realisieren und im Betrieb leicht zu überwachen.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß vorzugsweise oberhalb der Auffang-Vorrichtung an dem Rotationskörper ein Abstreiforgan angeordnet ist.

Diese Abstreifvorrichtung verhindert in an sich bekannter Weise den Aufbau von Magnetgut an der Oberfläche des Rotationskörpers, beispielsweise infolge magnetischer Remanenz.

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Die vorteilhaft unkomplizierte und wirkungsvolle Funktion dieses Abstreiforgans ist deshalb möglich, weil die Oberfläche des Rotationskörpers für Gut und/oder Trägermedien undurchlässig und vorzugsweise glatt ausgestaltet ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Magnetscheider sieht weiter vor, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung als Rutsche ausgebildet ist.

Unter solcher Rutsche wird ein mit Gefälle verlaufender Kanal vorzugsweise mit glattem Boden verstanden, welchen das Gut unter dem Einfluß der Erdbeschleunigung durchläuft. Gegebenenfalls kann dem Materialfluß - wie an sich bekannt durch Vibration nachgeholfen werden.

Im Falle eines Walzenmagnetscheiders kann beispielsweise der unter der Walze angeordnete Pol des Magnetsystems unmittelbar als Rutsche ausgebildet sein.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung als Endlos-Förderband ausgebildet ist.

Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sie mit üblichen Bauelementen erstellt werden kann, sie ist ebenfalls relativ unkompliziert und preisgünstig, und hat darüberhinaus den Vorteil der optimalen Regelbarkeit.

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Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung als Vibrorinne ausgebildet ist. Und schließlich kann die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung als Luft-Förderrinne ausgebildet sein. Die Ausbildung als Luftförderrinne ergibt den besonderen Vorteil, daß das Aufgabegut mit der Luft aufgelockert und in der Schicht umgewälzt wird, wodurch ein bestmögliches Heranführen Jedes Teilchens an den optimalen Wirkungsbereich des Magnetsystems in der Scheidezone erreicht wird.

Dabei kann in zweckmäßiger Ausgestaltung vorgesehen sein, daß der Magnetscheider nach fachmännischem Ermessen entweder als Walzenmagnetscheider oder als Trommelmagnetscheider ausgebildet ist.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung eines Trommelmagnetscheiders nach der Erfindung ergibt sich dadurch, daß das Magnetsystem mit supraleitenden Spulen ausgestattet ist, welche einschließlich des Kryostaten im Innern der Trommel angeordnet sind.

In weiterer Ausgestaltung kann schließlich vorgesehen sein, daß der Rotationskörper die Form eines zylindrischen oder konischen, vorzugsweise langgestreckten Körpers hat.

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Die Länge des Körpers wirkt sich insbesondere auf die Länge der Verweilzeit des Gutes im Arbeitsspalt vorteilhaft aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Walzenmagnetscheider nach der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 einen Trommelmagnetscheider nach der Erfindung im Schnitt,

Fig. 3 einen Trommelmagnetscheider mit einer Rutsche als Aufgabe- und Fördervorrichtung, in Seitenansicht und teilweise im Schnitt,

Fig. k einen Magnetscheider mit einem Endlos-Band als Aufgabe- und Transporteinrichtung, in Seitenansicht,

Fig. 5 den Magnetscheider Fig.4 ι in Ansicht, in Richtung seiner Achse,

Fig. 6 einen Magnetscheider mit einer Aufgabe- und Fördervorrichtung in Form einer Vibrorinne, in Seitenansicht, ,.-

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K H ]

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einen Magnetscheider mit einer Luftförderrinne, ebenfalls in Ansicht,

Bei dem Walzenmagnetscheider gemäß Fig. 1 dreht sich eine Induktionswalze 1 zwischen den Magnetpolen 2 und 3 in Richtung des Pfeiles 4. Die beiden Magnetpole 2 und 3 sind durch ein Eisenjoch 5 miteinander magnetisch verbunden und werden durch die Spule 6 erregt. Im Abstand unterhalb der Walze 1 ist eine in Richtung der Achse 8 angeordnete Aufgabe- und Fördervorrichtung 9 erkennbar, welche mit einer Gutschicht

10 bedeckt ist. Diese bildet mit dem sich in Richtung der Achse 8 erstreckenden Oberflächenbereich 11 der Walze 1 in der Scheidezone 12 einen Trennspalt "A". An der magnetisch induzierten Walze 1 haftet Magnetgut 13 an, welches innerhalb der Scheidezone 12 durch die magnetischen Anziehungskräfte aus der Gutschicht 10 ausgehoben und an die Oberfläche 11 der Walze 1 als Niederschlagswand magnetisch angelagert wurde.

Ein Abstreifer 14 löst das gezogene Gut 13 von der Oberfläche

11 der Walze 1 ab, so daß dieses von der Auffangvorrichtung 15 aufgenommen wird.

Der Trommelmagnetscheider gemäß Fig. 2 zeigt im Querschnitt die Trommel 16 mit einem in deren Inneren feststehend angeordneten Magnetsystem 17 mit den Spulen 18. Die im Querschnitt dargestellte Aufgabe- und Fördervorrichtung 28 ist als

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Luftförderrinne ausgebildet, mit einem Luftkanal 19, welcher durch die Leitung 20 mit Luft versorgt wird. Ein der Krümmung der Trommel 16 in der Form angepaßter poröser Boden 21 der Luftförderrinne 28 wird von der Auflockerungsluft durchflutet, wodurch die darauf entlang geführte Gutschicht 22 fluidisiert wird, das heißt durch die hindurchflutende Luft aufgelockert und umgewälzt wird. Dadurch werden die einzelnen Partikel der Gutschicht 22 innerhalb des Magnetspaltes ⁿA^M von den magnetischen Anziehungskräften innerhalb der Scheidezone erfaßt und an die Oberfläche 2k der Trommel 16 angezogen, wo sie als Magnetgut 25 anhaften und schließlich von dem Abstreifer 26 erfaßt und abgestreift werden. Abgestreiftes Magnetgut wird von der Auffangvorrichtung 27 auf genommen und abgeführt.

Fig. 3 zeigt einen Trommelscheider mit einer teilweise im Schnitt dargestellten Trommel 16. Diese weist eine profilierte Oberfläche 24 auf, durch welche das nach außen offene Feld des Magnetsystems 17 inhomogen verzerrt wird, wobei die Profilspitzen 72 die Feldlinien konzentrieren, wodurch in deren Bereich örtlich hohe Feldgradienten erzeugt werden. Unterhalb der Trommel 16 ist als Aufgabe- und/oder Fördereinrichtung eine Schurre 71 mit einer solchen Gefälle-Neigung zur Horizontalen angeordnet, daß das an der mit Pfeil 53

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angegebenen Stelle aufgegebene Gut unter dem Einfluß der Erdbeschleunigung durch den in Transportrichtung 39 verengten Magnetspalt¹¹ A" hindurch rieselt. Der Abstreifer 26 besitzt an der Seite, welche an der Oberfläche 24 und an den Profilspitzen 72 entlangstreift eine Negativausbildung des Profils, wodurch eine ungestörte Abreinigung der Oberfläche 24 der Trommel 16 gewährleistet ist. Die Achse der Trommel 16 ist mit der Ziffer 34 bezeichnet. Sie ist in einer nicht näher bezeichneten Lagerung so drehbar angeordnet, daß die Walze entsprechend der Stellung der Schurre 71 ebenfalls in eine beliebige Neigung zur Horizontalen eingestellt werden kann. Auffangvorrichtungen 36, 37, 38, 38· und 41 fangen Gutsorten I, II, III, IHa und IV auf. Das Magnetgut I besitzt die höchste Suszeptibilität, es folgen mit abnehmender Suszeptibilität die Sorten II, III und IHa, während Sorte IV das Unmagnetische Gut enthält.

Fig. 4 zeigt einen irommelmagnetscheider mit einer Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung in Form eines endlosen Bandes Dieses wird zwischen den profilierten Rollen 31, 32; 31', 32* geführt und dabei im Förderquerschnitt der Krümmung der Trommel 33 angepaßt, wie dies in Fig. 5 durch die Ansicht in Richtung der Achse 34 veranschaulicht ist. Das Gut wird an der mit dem Pfeil 53 bezeichneten Stelle aufgegeben.

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Fig. 4 zeigt ferner eine Austragsvorrichtung 35 mit getrennten Boxen 36, 37 und 38 zum Auffangen der Fraktionen I, II, III. Das bei Bewegung des Bandes 30 in Richtung des Pfeiles am rechten Ende abgeworfene unmagnetische Gut 40 wird von einer separaten Auffangvorrichtung 41 aufgenonuaen. In der Ansicht Fig. 4 ist ferner ein Abstreifer 42 erkennbar, welcher die Trommel 33 von anhaftendem Magnetgut befreit. Im dargestellten Beispiel ist die Veite "A" des Magnetspaltes über die gesamte Länge annähernd unverändert.

Jedoch kann die Bandtransporteinrichtung 31» 31', 32, 32· mit Hilfe von Verstellspindeln 43 sowohl in der Höhe als auch in der Neigung gegenüber der Horizontalen verändert werden, wodurch die Möglichkeit geboten ist, den Magnetspalt "A" in der Weite parallel oder keilförmig zu verstellen.

Einen Trommelmagnetscheider mit einer Vibro-Förderrinne 50 als Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung zeigt Fig. 5. Die Vibroförderrinne 50 wird von dem Vibrator 51 in Schwingungen gemäß dem Doppelpfeil 52 erregt und transportiert das in schematischer Andeutung durch den Pfeil 53 aufgegebene Gut in Richtung des Pfeiles 54. Die Vibrorinne 50 ist mit verstellbaren Kettengehängen 55, 55^f in einem nicht näher dargestellten Gestell oder an einer Decke hängend befestigt. Durch Verstellen der Spannglieder 56, 56· kann der Magnetspalt ^WA^H gegenüber der Trommel 57 veränderlich eingestellt werden.

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U 7O IC

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Auffangvorrichtungen 58, 59, 60 und 61 für Fraktionen I, II und III sowie für unmagnetisches Gut IV sind lediglich schematisch angedeutet.

Schließlich zeigt Fig. 6, teils in Ansicht, teils im Schnitt, einen Trommelmagnetscheider mit der Trommel 62, der Achse und den schematisch angedeuteten Lagerungen 64. Darunter befindet sich die Luftförderrinne 65, durch deren porösen Boden 66 Luft aus der Kammer 67 zum Auflockern und Transportieren des Gutes hindurchgeleitet wird. Der Boden ist mit einer Neigung gegenüber der Horinzontalen "H" entsprechend dem Winkel CX angeordnet, wodurch das gemäß Pfeil 70 eingetragene Gut in Richtung des Pfeiles 69 über den porösen Boden 66 der Luftförderrinne 65 transportiert wird. Der Anschlußstutzen 68 dient zur Versorgung der Kammer 67 mit Luft.

Bezüglich der Einstellbarkeit des Arbeitsspaltes in Höhe und Keilform gilt im übrigen das vorher Gesagte sinngemäß, indem der Magnetspalt durch nicht näher dargestellte, im Belieben des Fachmannes liegende Verstelleinrichtungen sowohl hinsichtlich der absoluten Höhe oder Dicke als auch hinsichtlich einer keilförmigen Verengung in Richtung des Guttransportes 69 beliebig verändert werden kann.

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Die Ausführungen der Erfindung gemäß Fig. 1 bis Fig. 7 stellen lediglich beispielhafte Ausführungsformen dar. Deren beliebige Ausgestaltung, soweit diese ohne erfinderische Leistung im Ermessen des Fachmannes liegen, fallen daher mit unter die Erfindung.

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Claims

11.12.1979 KHD

Gr/Wr H 79/61

Patentansprüche

1. Magnetscheider, insbesondere zur Trennung eines Trocken-Feststoff^flemisches in Fraktionen nach der Suszeptibilität, mit einem im Bereich einer magnetisch durchfluteten stationären Scheidezone drehbar angeordneten Rotationskörper, dem das aufzubereitende Gut in Richtung seiner Achse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (1, 16, 33, 57, 62) eine gegenüber dem aufzubereitenden Gut und/oder einem Trägermedium für das Gut undurchlässige Oberfläche (11, 24, 33) aufweist, und daß im Abstand unterhalb des Rotationskörpers (1, 16, 33, 57, 62) eine Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung in Richtung der Achse (8, 34, 63) angeordnet ist, welche mit einem Oberflächenbereich (11, 24) des Rotationskörpers (1, 16, 33, 57, 62) in der Scheidezone (12) einen Trennspalt (^KA^M) bildet.

2. Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung im Trennspalt (ⁿA^M) annähernd der Krümmung des Rotationskörpers (1, 16, 33, 57, 62) angepaßt ist.

3. Magnetscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Trennspaltes ("A") in Richtung des Gutstromes (39, 54, 69) abnimmt.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (11, 24, 33) des Rotationskörpers (1, 16, 33, 57, 62) eine Profilierung (72) aufweist.

5. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben dem Rotationskörper (1, 16, 33, 57, 62) mindestens eine Auffangvorrichtung (15, 27, 35, 41, 61) für zur Seite ausgetragenes Magnetgut angeordnet ist.

6. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffang-Vorrichtung (15, 27, 35) Unterteilungen (36, 37, 38; 58, 59, 60) zur Aufnahme unterschiedlicher Fraktionen (I, II, III) aufweist.

7. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise oberhalb der Auffangvorrichtung (15, 27, 35) an dem Rotationskörper (1, 16, 33, 57, 62) ein Abstreiforgan (14, 26, 42) angeordnet ist.

8. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung als Rutsche (71) ausgebildet ist.

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9. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung als Endlos-Förderband (30) ausgebildet ist.

10. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung als Vibro-Rinne (50) ausgebildet ist.

11. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe- und/oder Fördervorrichtung als Luft-Förderrinne (65, 66, 67, 68) ausgebildet ist.

12. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetscheider als Walzenmagnetscheider ausgebildet ist.

13. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetscheider als Trommelmagnetscheider ausgebildet ist.

14. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (1, 16, 33, 57, 62) die Form eines zylindrischen oder konischen, vorzugsweise langgestreckten Körpers hat.

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